Як батареям додадуть м'язів

Літій-іонні батареї, які мають таке велике значення в нашому житті, вже давно потребують грунтовної доопрацювання або навіть повної заміни. Справа в тому, що вимоги до ємності батарей постійно зростають, і звичайні літій-іонні батареї, на яких, до речі, працюють телефони, ноутбуки, планшети і електромобілі, яких стає все більше, вже не можуть їх задовольнити.

Десятки років наполегливих досліджень в цій області довго не могли принести бажаного результату, а кілька життєздатних проектів коштували надто дорого для широкомасштабного виробництва. Але не так давно в Америці, в штаті Колорадо задув вітер змін, що передвіщає, що можливе рішення проблеми літій-іонних батарей, нарешті, знайдено. 

• 

  Пристрій літій-іонної батареї

  Як відомо, робота літій-іонної батареї залежить від тонкого балансу між її основними складовими - анодом, катодом (разом званим електродами), рідким електролітом і сепаратором - перфорованою плівкою, що розділяє анод і катод. Якщо електроди стикнуться, коротке замикання викличе нагрівання батареї і потім вогненебезпечний електроліт вибухне. Це неприємну властивість Li-Ion батарей і є одна з причин, за якими їх хочуть замінити. Але в першу чергу, вчені хочуть розробити більш компактні елементи живлення, які вміщували б більше енергії.

• 

  Літій-повітряна батарея

  У лютому минулого року багато хто всерйоз вважали, що майбутнє батарейок укладено в поєднанні двох слів "літій-повітряний". "Дихаюча" батарея використовувала потік кисню для збільшення числа електронів, що вивільняються з анода. Ця технологія дозволяла знизити вагу батарейки, в той же час, підвищуючи її енергетичну щільність. Електромобілі з таким акумулятором могли б проїжджати до 800 км, з огляду на, що нинішні здатні на одній зарядці покривати тільки 160 км.

• 

  Повітряні замки

  Здавалося б, нова технологія вже скоро увійде в наше життя, замінивши ненадійні літій-іонні батареї в наших смартфонах і ноутбуках. Компанія IBM заявила, що вже до 2020 року почнуть виробляти комерційні зразки. Але в березні 2014 року IBM раптово повідомила, що згортає проект Battery 500 Project через його високу вартість.

• 

  Prieto Battery

  Можливо, новим рішенням проблеми стане технологія, що розробляється компанією Prieto Battery. Все та ж літій-іонна батарея в їх інтерпретації перетворюється з небезпечного сендвіча з електродів і електроліту в мочалку з переплетених матеріалів. Анод і катод тут не окремі компоненти, а, скоріше, два типи покриття, нанесені на переплетення мідних волокон. Завдані одне на одного покриття збільшують загальну площу поверхні і скорочують відстань, яке доводиться долати іонів.

• 

  3-D акумулятор

  Переваги тривимірної літій-іонної батареї Prieto важко переоцінити. Електромобіль або ноутбук з таким акумулятором працюватиме на одній зарядці в п'ять разів довше і заряджатися за лічені хвилини. Крім того, технологія дозволяє виробляти батареї незвичайних форм для гаджетів типу Google Glass. І, що важливо, конструкція повністю виключає можливість вибуху батареї.