Секунды на подзарядку: Пористые электроды
Скорость зарядки батареи и отдачи ею заряда определяется скоростью движения заряженных частиц от катода в окружающий электролит и обратно. Скажем, в литий-ионных аккумуляторах основную роль играют положительно заряженные ионы лития, которые мигрируют через материал батареи: когда они движутся от катода к аноду, идет отдача заряда, а при подзарядке внешнее поле «насильно» перемещает их обратно.
Современные аккумуляторы несут очень высокую плотность энергии и способны хранить довольно значительный заряд. Хуже то, что процесс переноса заряда, который происходит во время перезарядки, занимает кучу времени: такие аккумуляторы медленно разряжаются и медленно заряжаются. Недавние исследования, однако, показывают, что задержка вызывается особенностями строения материала батареи (читайте: «Электрический конвейер»), и в попытках ускорить процесс исследователи множество раз обращались к использованию новых материалов и веществ. Не стала исключением и новая работа.
В ней ученые под руководством Пола Брауна (Paul Braun) обратились к использованию для создания электродов батареи металлической пены, содержащей наноразмерные поры. Металл обеспечивает необходимую проводимость, пористая структура во много повышает площадь поверхности и обеспечивает, с одной стороны, достаточную плотность заряда, а с другой — впечатляющую скорость зарядки, позволяя ионам перемещаться почти свободно.
По данным авторов, 90-процентная зарядка обычной литий-ионной батареи, оснащенной такими электродами, занимает 2 минуты, и более того, использование электродов возможно с уже имеющимися аккумуляторами, в том числе и Ni-MH, облегчая коммерциализацию новинки. Это в наших же интересах: расчеты показывают, что подзарядить батарею ноутбука можно будет за полминуты.
По публикации MIT Technology Review