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 области аккумуляторных технологий, является Мья Ле Тай, вьетнамско-американская аспирантка, работающая над докторской диссертацией в Калифорнийском университете в Ирвайне.

Учёные давно пытаются использовать нанопровода в аккумуляторах. Нанопровод может быть в тысячи раз тоньше человеческого волоса, обладать высокой проводимостью и большой площадью поверхности для хранения и транспортировки электронов.

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, протестировала батарею, заряжая и разряжая ее до 200 000 раз в течение трех месяцев, не обнаружив никаких изменений в емкости, мощности и нанопроводах.

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

Открытие было сделано случайно. Экспериментируя с химическими соединениями, Майя покрыла всю нанопроволоку очень тонким слоем геля. И вот тогда Майя начала замечать, что в батарейке что-то не так.

По словам Реджинальда Пеннера, главы химического факультета Калифорнийского университета в Ирвайне, в своих экспериментах Мья Ле Тай перезаряжала созданную ею нановолоконную структуру сотни тысяч раз. По словам Пеннера, обычно этот тип волокна можно перезаряжать лишь около 6–7 тысяч раз, прежде чем он разрушается.

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. Затем она более двух лет работала 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