Az okostelefonok, táblagépek és más elektronikus eszközök újratölthető elemekkel működnek, de több ezer használati ciklus után az akkumulátorok kezdik elveszíteni a töltöttségüket. A legtöbb modern elem lítium, de idővel az elem belsejében lítium korrodálódik.
Lítium helyett a kaliforniai egyetem kutatói, az Irvine arany nanohuzalokat használtak az elektromos töltés tárolására, és az általuk kifejlesztett rendszerről kiderült, hogy jobb, mint a hagyományos lítium akkumulátorok. 200 000 újratöltési ciklust ellenállt anélkül, hogy a tulajdonságok és a korrózió jelei jelentősen romlottak volna.
Azonban még mindig nem értik teljesen, miért történik ez. A kísérlet eredeti ötlete az volt, hogy szilárd elektrolit elemet készítsen, amelyben folyékony elektrolit helyett elektrolit pasztát használnak. A folyékony elemek, például a lítium, nagyon gyúlékonyak és hőmérséklet-érzékenyek. A kutatók vastag, vezetőképes paszták segítségével kísérleteztek.
"Elkezdtük az eszköz újratöltési ciklusát, majd rájöttünk, hogy ez nem fog" meghalni "- mondta Reginald Penner, a tanulmány vezetője. "De egyelőre nem értjük ennek mechanizmusát."
Az új technológia szerint az elemek létrehozásához arany nanohuzalt használnak, amelynek mérete nem vastagabb, mint egy baktérium, mangán-oxiddal borított és elektrolit paszta réteggel védett. A paszta kölcsönhatásba lép az oxid bevonattal, hogy megakadályozza a korróziót. Minél hosszabb a nanohuzal, annál nagyobb a felülete, és annál nagyobb töltést képes megtartani. Más kutatók sokáig kísérleteztek nanohuzalokkal, de velük ellentétben az Irvine Egyetem tudósai elsőként javasolták védő paszta alkalmazását.
„A paszta sokkal többet jelent, mint hogy csak a vezetékeket fogja össze. Úgy tűnik, hogy a fémoxid lágyabbá és ellenállóbbá válik a repedésekkel szemben”- mondta Penner.
Ez a technológia ígéretet tesz arra, hogy 400-szorosára növeli a szórakoztató elektronikai elemek élettartamát, de egyelőre a tesztplatform nem igazi akkumulátor. Az elemeknek van egy anódjuk, amelyen keresztül az elektromos áram bejut a rendszerbe, és egy katód, amelyen keresztül kilép. Ehelyett a tudósok két katódot kötöttek össze, amelyek töltés közben helyettesítik egymást. A katódok cseréjének folyamatos ciklusa ideális rendszer többszörös feltöltések tesztelésére.
Penner szerint ez olyan, mint egy folyamatos folyamat, amikor vizet öntünk egyik csészéből a másikba és vissza. Több száz öntési ciklus után a víz egy részét általában kiöntik, csökkentve ezzel a „töltést”. De Penner rendszere, amikor 200 ezerszer öntenek vizet a "csészék" közé, csak körülbelül 5 százalékot veszítenek.
Promóciós videó:
Annak ellenére, hogy nyomban aranyat használtak ebben a kísérletben, ez költségessé teheti az ilyen elemek előállítását. Penner azt javasolja, hogy az arany helyett egy gyakoribb fém, például nikkel is használható.
Szergej Lukavszkij