Аккумуляторы заряжаются за 2 минуты

Очередная разработка и новинка. Только вот когда мы ее увидим в повседневной жизни пока не понятно.

Учёные из Наньянского технологического университета (Сингапур) разработали новый тип литий-ионного аккумулятора, который обладает рекордными характеристиками. Во-первых, он заряжается за 2 минуты до 70% максимальной ёмкости. Во-вторых, аккумулятор работает почти без деградации более 20 лет.

Такие элементы питания отлично подходят для автомобилей на электрической тяге. Сейчас это наиболее перспективный рынок для аккумуляторов. Но их можно использовать где угодно, в том числе в мобильных гаджетах, ноутбуках и т.д.

Аккумуляторы нового поколения заряжаются в 20 раз быстрее, чем существующие. К тому же они выдерживают более 10 000 циклов заряда-разряда. Это тоже в 20 раз больше, чем 500 циклов современных батарей.

Давайте узнаем про них подробнее…

В конструкции стандартный графитовый анод заменили на новый гелевый материал из диоксида титана. Это довольно распространённый и дешёвый материал, который в большом количестве присутствует в почве. Его часто используют как пищевую добавку, добавляют в крем против загара, чтобы он поглощал вредное ультрафиолетовое излучение.

Сингапурским специалистам удалось найти метод для изготовления нанотрубок из диоксида титана. Именно эта структура с большой площадью поверхности и используется в конструкции анода.

Переносчиками заряда в новой батареи выступают ионы лития (как в литиево-ионных батареях, отчего они берут свое название). Но анод батареи (отрицательный полюс) выполнен не из традиционного графита, а из специального геля, состоящего из диоксида титана — распространенного природного материала, находящегося в грунте. Его используют в качестве пищевой добавки и как один из элементов солнезащитных кремов.

Исследователи NTU Singapore придумали способ, как превратить частицы диоксида титана в нанотрубки, диаметр которых в тысячи раз меньше по сравнению с человеческим волосом. Именно нанотрубки ответственны за ускорение химической реакции в батарее, что и ведет к сокращению времени накопления заряда.

«Благодаря нашей нанотехнологии электромобили смогут проходить значительные расстояние после всего лишь пятиминутной зарядки, — прокомментировал глава исследования профессорЧен Сяодун(Chen Xiaodong). — Что также важно, новая технология позволит значительно сократить объемы утилизации отработанных источников питания, так как их эксплуатационный цикл вырастет в 10 раз», — заявил Чен Сяодун, автор технологии и глава исследовательской группы.

Сяодун добавил, что наноматериал дешев в производстве и может помещаться в современные аккумуляторы без изменения их конструкции.

Научная статья с описанием конструкции аккумуляторов опубликована в последнем выпуске международного научного журнала Advanced Materials. Что характерно, производство геля очень простое: нужно всего лишь перемешать диоксид титана с гидроксидом натрия и взболтать их при определённой температуре, вот и всё. Поэтому с модернизацией производства никаких проблем не возникнет. Аккумуляторы нового типа должны появиться на рынке в течение двух лет, считают разработчики.

Команда ученых планирует создать на основе лабораторных разработок полноразмерный прототип батареи нового типа. При этом один из производителей аккумуляторов уже проявил интерес к проекту и купил лицензию на технологию. Ученые не говорят, что именно это за компания. По мнению Сяодуна, на рынке новая батарея может появиться в течение двух лет.

Отметим, что поиск способом сокращения времени зарядки аккумулятора в последнее время интересует множество исследовательских команд по всему миру. Так, например, в августе 2014 г. стартап из Калифорнии сумел в четыре раза сократить стандартное время зарядки, применив специальную схему управления электропитанием.