Pametni telefoni, tablični računalniki in druge elektronske naprave delujejo na polnilne baterije, toda po tisočih ciklih uporabe baterije začnejo izgubljati sposobnost zadrževanja. Večina sodobnih baterij je litijevih, toda sčasoma bo litij v akumulatorju korodiral.
Namesto litija so raziskovalci s kalifornijske univerze Irvine za shranjevanje električnega naboja uporabljali zlate nanožice in sistem, ki so ga razvili, je bil boljši od tradicionalnih litijevih baterij. Izdržal je 200.000 ciklov polnjenja brez bistvenega poslabšanja lastnosti in znakov korozije.
Vendar še vedno ne razumejo popolnoma, zakaj se to dogaja. Prvotna ideja eksperimenta je bila izdelati trdno elektrolitsko baterijo, v kateri se namesto tekočega elektrolita uporablja elektrolitska pasta. Tekoče baterije, kot je litij, so zelo vnetljive in temperaturno občutljive. Raziskovalci so eksperimentirali z uporabo gostih prevodnih past.
"Začeli smo s ciklom polnjenja naprave in nato ugotovili, da ne bo" umrla "," je povedal vodja študije Reginald Penner. "Toda zaenkrat ne razumemo mehanizma tega."
Po novi tehnologiji se za izdelavo baterij uporablja zlata nanožica, katere velikost ni debelejša od bakterije, prekrita z manganovim oksidom in zaščitena s plastjo elektrolitske paste. Pasta sodeluje z oksidno prevleko, da prepreči korozijo. Daljša kot je nanožica, večja je površina in več naboja lahko zadrži. Drugi raziskovalci že dolgo eksperimentirajo z nanožicami, a za razliko od njih so znanstveniki z univerze Irvine najprej predlagali uporabo zaščitne paste.
»Pasta naredi veliko več kot le držanje žic skupaj. Zdi se, da kovinski oksid postane mehkejši in bolj odporen proti razpokam, «je dejal Penner.
Ta tehnologija obljublja, da bo življenjsko dobo baterije v potrošniški elektroniki podaljšala za 400-krat, vendar testna platforma za zdaj še ni prava baterija. Baterije imajo anodo, skozi katero električni tok vstopi v sistem, in katodo, skozi katero izstopa. Namesto tega so znanstveniki med seboj povezali dve katodi, ki se med polnjenjem nadomeščata. Neprekinjen cikel menjave katod je idealen sistem za testiranje večkratnih polnjenj.
Penner pravi, da gre za neprekinjen postopek prelivanja vode iz ene skodelice v drugo in nazaj. Po več sto ciklih točenja se nekaj vode običajno izlije, kar zmanjša "naboj". Toda Pennerjev sistem, ko 200 tisočkrat nalije vodo med "skodelice", izgubi le približno 5 odstotkov.
Promocijski video:
Kljub uporabi zlata v sledovih v tem poskusu bi to lahko povzročilo drago proizvodnjo takšnih baterij. Penner predlaga, da bi namesto zlata lahko uporabili bolj pogosto kovino, kot je nikelj.
Sergey Lukavsky