Американский аспирант вьетнамского происхождения изобрел литий-ионную батарею, обеспечивающую длительный срок службы.

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

Это огромный шаг вперед в технологиях, создающий основу для создания батарей, способных работать сотни и даже тысячи лет. Они также помогут продлить срок службы батарей компьютеров, смартфонов, автомобилей и космического оборудования.

За этим революционным открытием в области аккумуляторных технологий стоит Майя Ле Тай, аспирантка вьетнамского происхождения, готовящаяся получить докторскую степень в Калифорнийском университете в Ирвайне (UCI).

Ученые давно стремятся применить нанопроволоки в производстве батарей. Нанопроволока может быть в тысячи раз тоньше человеческого волоса, обладает очень высокой проводимостью и большой площадью поверхности, что облегчает хранение и передачу электронов.

Однако эти нановолокна чрезвычайно хрупкие и непригодны для многократной зарядки и разрядки батарей. При использовании в производстве обычных литий-ионных батарей нановолокна набухают, становятся более хрупкими и начинают трескаться.

Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвайне решили эту проблему, покрыв нанопроволоку, изготовленную из молекул золота, оболочкой из диоксида марганца. Затем эти нанопроволоки были погружены в гелевый электролит из плексигласа. Такое сочетание значительно повысило прочность нанопроволок внутри.

Руководитель исследовательской группы, доктор Мья Ле Тай, протестировала этот тип батареи, заряжая и разряжая ее до 200 000 раз в течение трех месяцев, не обнаружив при этом каких-либо изменений в емкости, мощности или характеристиках нанопроводов.

Майе Ле Тай и литиевая батарея, изготовленная из наночастиц. (Источник изображения: UIC).

Это открытие произошло совершенно случайно. Во время экспериментов с химическими соединениями Майя покрыла весь нанопровод очень тонким слоем геля. И с тех пор Майя начала замечать нечто необычное в работе батареи.

По словам Реджинальда Пеннера, заведующего кафедрой химии в Калифорнийском университете в Ирвайне (UCI), в своих экспериментах Майя Ле Тай перезаряжала созданную ею нановолоконную структуру сотни тысяч раз. Пеннер отметил, что обычно этому типу волокна требуется всего около 6000-7000 циклов перезарядки, прежде чем оно начнет разрушаться.

Исследователи полагают, что пластичные оксиды металлов сделали нановолокна более гибкими и устойчивыми к разрушению.

«Электроды, покрытые диоксидом марганца, гораздо лучше сохраняют свою форму, что делает их более надежным вариантом», — сказала Мья Ле Тай. «Это исследование демонстрирует, что батарея на основе нанопроволочных электродов может иметь длительный срок службы, и мы действительно можем создавать такие батареи».

Данное исследование проводилось в сотрудничестве с Университетом штата Мэриленд и при финансовой поддержке Министерства энергетики США.

Майя Ле Тай изучала нанотехнологии во время обучения в бакалавриате в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA). Затем она более двух лет работала главным адъюнкт-профессором в Калифорнийском университете в Ирвайне (UCI).

В 2015 году она переехала в Вашингтон, округ Колумбия, чтобы работать в Центре передовых энергетических исследований Министерства энергетики США, после чего вернулась в Калифорнийский университет в Ирвайне, чтобы занять несколько организационных должностей в исследовательских группах университета, занимающихся нанотехнологиями.

В настоящее время Майя Ле Тай получает докторскую степень по физической химии в Калифорнийском университете в Ирвайне (UCI).

Согласно Khoahoc.tv