Вьетнамская женщина-исследователь изобрела литиевую батарею с длительным сроком службы

Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвайне (UIC) изобрели литиевую батарею с сердечником из нановолокон, которую можно перезаряжать сотни тысяч раз.

Это огромный шаг вперёд в развитии технологий, закладывающий основу для создания аккумуляторов, способных работать сотни и даже тысячи лет. Они также помогут продлить срок службы аккумуляторов компьютеров, смартфонов, автомобилей и космических аппаратов.

Человеком, стоящим за этим революционным открытием в аккумуляторной промышленности, является Мья Ле Тай, вьетнамско-американская аспирантка, готовящаяся к получению докторской степени в Калифорнийском университете в Ирвайне.

Учёные давно стремятся использовать нанопроволоки в аккумуляторах. Нанопроволока может быть в тысячи раз тоньше человеческого волоса, обладает высокой электропроводностью и большой площадью поверхности, что позволяет легко хранить и переносить электроны.

Однако нановолокна чрезвычайно хрупкие и не подходят для многократной зарядки и разрядки аккумуляторов. При использовании нановолокон в обычных литий-ионных аккумуляторах они разбухают, становятся хрупкими и начинают трескаться.

Исследователи Калифорнийского университета в Ирвайне решили эту проблему, покрыв нанопроволоку, состоящую из молекул золота, оболочкой из диоксида марганца. Затем их погрузили в электролит из геля из оргстекла. Это сочетание многократно повысило стабильность нанопроволоки внутри.

Руководитель исследовательской группы, доктор Мья Ле Тай, протестировал эту батарею, заряжая и разряжая ее до 200 000 раз в течение трех месяцев, не обнаружив никаких изменений в емкости, электричестве и нанопроводах.

Mye Le Thai и литиевая батарея, изготовленная из наноматериалов. (Источник фото: UIC).

Открытие произошло совершенно случайно. Экспериментируя с химическими соединениями, Майя покрыла все нанопровода очень тонким слоем геля. И вот тогда Майя начала замечать, что в батарейке что-то не так.

По словам Реджинальда Пеннера, заведующего кафедрой химии Калифорнийского университета в Ирвайне, Мья Ле Тай в ходе своих экспериментов перезаряжала созданную ею нановолоконную структуру сотни тысяч раз. По словам Пеннера, обычно волокна такого типа разрушаются только после 6000–7000 перезарядок.

Исследователи полагают, что гибкий оксид металла делает нановолокна более гибкими и устойчивыми к растрескиванию.

«Электроды, покрытые диоксидом марганца, гораздо лучше сохраняют форму, что делает их более надёжным вариантом», — сказала Мья Ле Тай. «Это исследование показывает, что аккумулятор на основе электродов из нанопроволоки может иметь длительный срок службы, и что мы действительно можем создавать такие аккумуляторы».

Это исследование проводилось совместно с Мэрилендским университетом и финансировалось Министерством энергетики США.

Мья Ле Тай изучала нанотехнологии на бакалавриате Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Более двух лет она работает доцентом Калифорнийского университета в Ирвайне.

В 2015 году она переехала в Вашингтон, округ Колумбия, чтобы работать в Центре передовых исследований в области энергетики Министерства энергетики, а затем вернулась в Калифорнийский университет в Ирвайне, чтобы заняться организационной работой для исследовательских комитетов университета по нанотехнологиям.

В настоящее время Мья Ле Тай работает над докторской диссертацией по физической химии в Калифорнийском университете в Ирвайне.

По данным Khoahoc.tv