Рекордная батарея

Фото: Иллинойский университет

Американские ученые создали мощную литий-ионную микробатарейку, которая не превышает в размерах несколько миллиметров и может заряжаться в 1000 раз быстрее, чем существующие аналоги. Разработка найдет применение в потребительской элек­тронике, медицинском оборудовании, лазерах и датчиках.

Исследователи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне во главе с профессором Уильямом Кингом разработали новую высокоэффективную технологию, которая позволит создавать небольшие, но производительные источники питания.

На сегодня пользователи вынуждены были выбирать между производительностью и емко­стью аккумуляторов. Например, для трансляции радиосигнала на большие расстояния необходима мощность, которую конденсатор высвобождает очень быстро, но в то же время может хранить энергию только в небольших количествах. А для работы радиоприемника нужен аккумулятор с большой емкостью. Он медленно высвобождает энергию, но при этом также медленно подзаряжается.

Микробатареи, созданные американскими специалистами, объединяют в себе высокие емкость и производительность. Этим они обязаны трехмерной микроструктуре.

Привычные аккумуляторы имеют два основных компонента: анод (минус) и катод (плюс). Специалистам удалось разработать новый способ интеграции этих двух компонентов на микро­уровне, чтобы создать батарею с наилучшими характеристиками.

Микробатареи способны распространять радиосигнал в 30 раз дальше и создавать электронные устройства, которые были бы до 30 раз меньше существующих аналогов. Они также будут заряжаться в 1000 раз быстрее, чем конкурирующие аналоги. В дополнение аккумулятор может совершить прорыв в такого рода сферах, как потребительская электроника, медицинское оборудование, лазеры и т.д. То есть батареи медицинских имплантатов станут такими же крошечными, как и сами имплантаты.

В настоящий момент ис­­­­сле­до­ватели работают над интеграцией микробатарей в электронику.

«До сих пор размеры всех электронных устройств были ограничены размерами батареи. В последнее десятилетие электроника стала уменьшаться в размерах, компьютеры стали небольшими, а батареи отстают от этой тенденции. Наша микротехнология могла бы изменить такое положение вещей, так как теперь небольшой аккумулятор может поставлять гораздо больше энергии, чем когда бы то ни было», — считает профессор Уиль­ям Кинг.

«То, что продемонстрировали американские ученые, — это новая технология создания сверхкомпактных батарей. Не стоит ожидать, что это начало эры сверхмощных батарей, однако благодаря высокой мощности и одновременно особо малым размерам можно ожидать совершенно новых решений старых задач. Остается надеяться, что переход от публикации хорошей научной статьи до реального применения не займет много времени и не столкнется с непреодолимыми трудностями», — говорит научный сотрудник лаборатории спектроскопии наноматериалов Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН Александр Чернов.