Нанотехнология: ионно-литиевые аккумуляторы имеют гораздо лучшие рабочие параметры с новыми электродами
Группа исследователей Университета Райса (Rice University) в Техасе создала новый материал для электродов в виде гибридных (оксид металла – углеродные нанотрубки) матриц, каковые смогут значительно повысить показатели ионно-литиевых аккумуляторная батарей.
Аккумуляторные разработки сейчас стоят на одном из приоритетных мест в перечне потребностей клиентов в связи с стремительным ростом производства гибридных и электрических машин и ортативной электроники. Потребность в аккумуляторных батареях с повышенным ресурсом движет инновации в данной области.
Исследовательская несколько, руководимая Паликелом Аджайаном (Pulickel Ajayan) пару дней назад опубликовала результаты работ по изучению новой концепции устройства электродов в аккумуляторная батареях, которая, согласно точки зрения авторов, имеет важные возможности для разработки (A.L.M. Reddy et al. Coaxial MnO2/ Carbon Nanotube Array Electrodes for High-Performance Lithium Batteries.
Nano Letters, 2009; 090202085144070 DOI: 10.1021/nl803081j).
Концепция, которую ученые предлагают, включает в себя новый подход к выращиванию углеродных нанотрубок, каковые выглядят и действуют как коаксиальные проводники, применяемые в кабелях. Сердечниками таких соаксиальных структур помогают сами нанотрубки, имеющие высокую электропроводность, а в качестве оболочки употребляются оксиды магния. На рисунке продемонстрирована матрица коаксиальных нанотрубок по окончании изготовления на алюминиевом шаблоне.
Внешняя оболочка из оксида магния организована вакуумной инфильтрацией, а сердечник добавлен способом осаждения в паровой фазе. Узкий слой золота использован в качестве неспециализированного коллектора тока.
Как говорит Паликел Аджайан – проф. материаловедения Университета, полученная конструкция является образцом современного конструирования на наноуровне. Группе удалось сопрячь пара серьёзных физических функции, нужных для электродов – нанотрубки, являясь высокопроводящими элементами, к тому же способны поглотить литий, а оксид магния, имея низкую электропроводность, владеет высокой емкостью. Сочетание этих двух элементов дает совокупности увлекательные совокупные особенности, к примеру, повышение ресурса (что применительно к аккумуляторной батарее будет означать повышение количества циклов зарядки/разрядки).
Нанотрубки смогут быть организованы в пучки разной конфигурации. Будучи всего пара микрометров в поперечнике, пучки, применяемые в качестве электродов, дают оптимизм для уменьшения размеров батарей, каковые потом смогут стаь узкими и эластичными. Вся мысль легко масштабируема и исходя из этого технологична.
Проект финансируется Домашним Фондом Хартли (Hartley Family Foundation).
Евгений Биргер