Smartphones, tablets og andre elektroniske enheder kører på genopladelige batterier, men efter tusinder af brugscyklusser begynder batterierne at miste deres evne til at holde en opladning. De fleste moderne batterier er lithium, men over tid korroderer lithium inde i batteriet.
I stedet for lithium brugte forskere ved University of California Irvine guldnanotråde til at opbevare elektrisk opladning, og det system, de udviklede, viste sig at være bedre end traditionelle lithiumbatterier. Den modstod 200.000 genopladningscyklusser uden signifikant forringelse af egenskaber og tegn på korrosion.
De forstår dog stadig ikke fuldt ud, hvorfor dette sker. Den oprindelige idé med eksperimentet var at fremstille et solidt elektrolytbatteri, hvor en elektrolytpasta bruges i stedet for en flydende elektrolyt. Flydende batterier, såsom lithium, er meget brandfarlige og temperaturfølsomme. Forskerne eksperimenterede med brugen af tykke, ledende pastaer.
”Vi startede en cyklus med genopladning af enheden og indså derefter, at den ikke ville” dø”, sagde studieleder Reginald Penner. "Men indtil videre forstår vi ikke mekanismen for dette."
Ifølge den nye teknologi, for at skabe batterier, anvendes en guld nanotråd, størrelsen er ikke tykkere end en bakterie, dækket med manganoxid og beskyttet af et lag elektrolytpasta. Pastaen interagerer med oxidbelægningen for at forhindre korrosion. Jo længere nanotråden er, jo større er overfladearealet, og jo mere opladning kan den rumme. Andre forskere har eksperimenteret med nanotråde i lang tid, men i modsætning til dem var forskere ved University of Irvine de første til at foreslå at bruge en beskyttende pasta.
”Pastaen gør meget mere end bare at holde ledningerne sammen. Det ser ud til at gøre metaloxidet blødere og mere modstandsdygtigt over for revner,”sagde Penner.
Denne teknologi lover at øge batteriets levetid i forbrugerelektronik med 400 gange, men hidtil er testplatformen ikke et rigtigt batteri. Batterier har en anode, hvorigennem elektrisk strøm kommer ind i systemet, og en katode, gennem hvilken den kommer ud. I stedet bundet forskerne to katoder sammen, som erstatter hinanden, når de oplades. Den kontinuerlige cyklus med skift af katoder er det ideelle system til test af flere genopladninger.
Penner siger, at det er som en kontinuerlig proces med at hælde vand fra en kop til en anden og tilbage igen. Efter flere hundrede hældecyklusser hældes noget af vandet normalt ud, hvilket reducerer "ladningen". Men Persers system mister kun omkring 5 procent, når han hælder vand mellem 200 kopper 200 kopper.
Salgsfremmende video:
På trods af brugen af spormængder af guld i dette eksperiment, kunne dette gøre produktionen af sådanne batterier dyr. Penner antyder, at et mere almindeligt metal såsom nikkel kunne bruges i stedet for guld.
Sergey Lukavsky