Ваш наступний телефон може заряджатися за мілісекунди завдяки прориву в області акумуляторів від Drexel

Смартфони – це життєва сила сучасного суспільства. Вони тримають нас на зв’язку з нашими соціальними колами і службами, від яких ми залежимо, такими як наші банки, розумні домашні хаби і підключені автомобілі. Є лише одна проблема: вони працюють від батарейок. Але якщо дослідники наноматеріалів з Університету Дрекселя досягнуть своєї мети, нам, можливо, більше ніколи не доведеться турбуватися про те, щоб сидіти біля зарядного пристрою.

Ключ до цього – MXene, двовимірний матеріал, що складається з двох частин: Гідрогелю (гель з рідким водним компонентом) та оксиду металу. Він структурно достатньо щільний, щоб захищати від радіації і фільтрувати воду, як це продемонструвала дослідницька група з Дрекселя в 2011 році. Але він також має високу провідність, що робить його гарним кандидатом на мембрани для батарей.

Це завдяки хімічному складу MXene, який оптимізує потік електродів – місць, де енергія зберігається в батареях для зарядки – через нього. Акумулятори утримують іони в портах, які називаються “окислювально-відновними активними ділянками”, щоб утримувати заряд, і кількість портів, які містить батарея, прямо пропорційна кількості заряду, який вона може утримувати.

На відміну від сучасних мембран акумуляторів, які мають обмежені шляхи для потрапляння іонів до портів, MXene створює кілька шляхів для проходження іонів. А природна висока провідність MXene допомагає швидко переміщати іони, збільшуючи ефективну швидкість перезарядки.

“У традиційних батареях […] іони проходять болісний шлях до портів зберігання заряду, що не тільки уповільнює все, але і створює ситуацію, коли дуже мало іонів насправді досягають місця призначення при швидкій швидкості зарядки”, – сказала Марія Лукацька, дослідник команди. “Ідеальна архітектура електродів була б чимось на зразок того, як іони рухаються до портів багатосмуговими, швидкісними “автомагістралями”, замість того, щоб їхати по односмугових дорогах. Наша макропориста конструкція електродів досягає цієї мети, що дозволяє здійснювати швидку зарядку – порядку декількох секунд або менше”.

Кінцевим результатом може стати батарея, якій для повної перезарядки потрібні лише “десятки мілісекунд”, а не хвилини чи години. Юрій Гогоці, професор матеріалознавства та інженерії, сказав, що застосування MXene в реальному світі може призвести до покращення акумуляторів для ноутбуків та електромобілів. “Якщо ми почнемо використовувати низькорозмірні та електропровідні матеріали в якості електродів акумуляторів, ми зможемо зробити батареї набагато, набагато швидшими, ніж сьогодні”, – сказав він. “Зрештою, усвідомлення цього факту приведе нас до акумуляторів для автомобілів, ноутбуків і мобільних телефонів, здатних заряджатися набагато швидше – за секунди або хвилини, а не години”.

Mxene поки що не є комерційно життєздатним – Гогоці припускає, що пройде щонайменше три роки, перш ніж він потрапить у серійні продукти, такі як акумулятори для мобільних телефонів. Але команда прагне дослідити нові сфери застосування в найближчій перспективі.

Рекомендації редакції

• Підступне оновлення iOS змусило мене знову захопитися iPhone 14 Pro
• Що таке оперативна пам’ять? Ось все, що вам потрібно знати
• Тільки що придбали новий iPhone? Ось 12 порад і рекомендацій для його освоєння
• У 2023 році Apple повинна виправити свій ганебний ліміт iCloud на 5 ГБ
• Найдешевший безлімітний 5G-план Verizon тільки що став ще дешевше

Source: digitaltrends.com