Ученые Дрексельского университета (Пенсильвания, США) приблизились к возможности зарядки телефона за несколько секунд. Они описали в журнале Nature Energy электроды новой конструкции.
Электроды изготовлены из высокопроводящего двухмерного неорганического материала, принадлежащего к классу MXene, открытого в 2011 году. Конструкция электродов позволяет заряжать аккумуляторы так же быстро, как суперконденсаторы.
«Эта работа опровергает широко распространенное убеждение в том, что химическое накопление заряда всегда медленнее физического, которое используется в электрическом двуслойном конденсаторе, также известном как суперконденсатор», — говорит глава исследовательской группы профессор Юрий Гогоци.
«Мы демонстрируем зарядку электродов MXene за десятки миллисекунд, которая возможна благодаря высокой проводимости материала. Это открывает путь к устройствам сверхбыстрого хранения энергии, которые заряжаются и разряжаются за секунды, но накапливают гораздо больше энергии, чем современные суперконденсаторы», — добавляет профессор.
Секрет быстрой зарядки заключается в структуре электрода. Во-первых, ученые использовали гидрогелевую конструкцию электрода, которая позволяет накапливать столько же заряда, сколько батарея.
Во-вторых, чтобы еще облегчить ионам доступ к MXene, они изготовили электроды с открытой макропористостью — множеством маленьких отверстий. Теперь скорость движения ионов можно сравнить с многополосным шоссе, тогда как раньше они ехали по дороге в один ряд.
Если компании начнут использовать в качестве электродов низкоразмерные и электропроводящие материалы, то батареи будут работать гораздо быстрее, чем сейчас.
Признание эффективности таких батарей приведет нас к созданию автомобилей, ноутбуков и мобильных телефонов, которые могут заряжаться гораздо быстрее — за секунды или минуты, а не часы.
Ранее мы писали о том, что был создан мобильный телефон, который работает без батареи.