| Главная » Файлы » Техника и Технологии |
Создана самая маленькая батарея в мире
| 10.12.2010, 23:18 | |
В Национальной лаборатории «Сандиа» (США) создана тестовая версия самой маленькой батареи в мире: её анод состоит из одного нанопровода, который в семь тысяч раз тоньше человеческого волоса.
Для лучшего изучения характеристик такого анода перезаряжаемый литиевый аккумулятор был собран внутри просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ) в Центре комплексных нанотехнологий Министерства энергетики, которым «Сандиа» управляет совместно с Лос-Аламосской национальной лабораторией. По словам руководителя группы разработчиков Цзяньюя Хуана, эксперимент затеян ради исследования процессов зарядки и разрядки аккумулятора в режиме реального времени и в атомном масштабе в целях понимания фундаментальных принципов работы батарей. Последнее имеет большое практическое значение, ибо ионно-литиевые батареи на основе нанопроволоки предлагают новые возможности для повышения мощности и плотности энергии по сравнению с более объёмными электродами. Соответственно, более строгое изучение их операционных свойств должно привести к появлению новых поколений электромобилей, ноутбуков, мобильных телефонов и проч. Цзяньюй Хуан на фоне просвечивающего электронного микроскопа.
Уже упоминавшийся анод изготовлен из оксида олова. Его диаметр составляет 100 нм, а длина — 10 мкм. Катод в 3 мм длиной из оксида кобальта выглядит на его фоне чудовищем из другого мира. Конечно, не обошлось без электролита в виде ионной жидкости. Устройство позволяет непосредственно наблюдать изменения атомной структуры во время зарядки и разрядки отдельного «дерева». Неожиданно выяснилось, что нановолокно из оксида олова почти удваивается в длину во время зарядки — гораздо больше, чем в диаметре (см. видео ниже). Этот факт поможет избежать короткого замыкания и продлить срок службы батареи. Ранее повсеместно считалось, что колебания испытывает в первую очередь диаметр. Обнаружить этот эффект позволило наблюдение за тем, как ионы лития движутся вдоль нанопровода и создают то, что учёные окрестили «фронтом медузы», — область, где высокая плотность подвижных дислокаций заставляет нанопроволоку сгибаться и покачиваться по мере прохождения фронта. Сеть дислокаций вызывается проникновением лития в кристаллическую решётку. «Эти наблюдения доказывают, что нанопровода могут выдержать большое давление (>10 ГПа), вызываемое литированием, без прерывания тока. Иными словами, нанопроволока является очень хорошим кандидатом на роль электрода», — подчёркивает г-н Хуан. Нанопроволока крутится и деформируется: | |
| Просмотров: 675 | Загрузок: 0 | | |
| Всего комментариев: 0 | |