Ученые придумали аккумулятор из песка
Огромное количество мобильных телефонов и мобильных устройств используют в качестве источника питания простые аккумуляторы, и кстати эти аккумуляторы все больше вытесняют из продаж классические батарейки.
На сегодняшний день ученые все еще ищут наиболее безопасные и безвредные аккумуляторы для окружающей среды. Уже точно найден один из многочисленных вариантов- так называемый аккумулятор сделанный из песка.
Ученые из Американского колледжа в городе Риверсайд смогли сделать новую литий-ионную батарею из обычного, уровень производительности которой в несколько раз выше чем уровень производительности обычной батарейки. Бывает, что умные мысли рождаются просто из ничего. Как оказалось в итоге, один человек из группы ученых - исследователей во время прогулки по пляжу посмотрел на песок и в этот момент к нему в голову пришла мысль, что одной из главных составляющих этого песка является – кварц, который под-другому известен как диоксид кремния.
После того как исследователю в голову пришла эта мысль, он измельчил песок до нанометра и очистил его, чтобы придать ему белый цвет и после этого добавил к полученному кварцу соль вместе с магнием, которые тоже предварительно измельчил. Полученный порошок был нагрет до определенной температуры, после чего из него образовался кремний.
Станет ли данный эксперимент новой вехой в науке и улучшит ли он качество литие-ионных аккумуляторов и батарей? Вполне возможно что да.
Обыкновенные ионные и литиевые аккумуляторы несут в себе аноды на основе графита, но инженеры уже давным давно пришли к выводу, что уровень производительности данного материала практически достиг предела. По этой причине инженеры занимающиеся нанотехнологиями, пытаются найти замену этому материалу. Часто, в лабораториях для таких целей используется кремний, который, кстати, тоже далёк от идеала,и быстро изнашивается. Кроме этого, наночастицы кремния достаточно проблематично изготовить.
Но теперь ученые из университета в Калифорнии придумали необычное решение для производства анодов. Песок может увеличить уровень производительности аккумулятора в трое.
Ведущий исследователь по фамилии Фейворс во время исследований добавил соль (NaCl) и нагрел полученную смесь. Во время этого процесса соль выступила как бы в роли теплопоглотителя, в то время как магний извлёк весь кислород из кварца (сконвертировавшись в MgO), в итоге получился чистый кремний.
Авторы проведенного исследования в пресс-релизе отмечают, что при подобном методе приготовления, наночастицы кремния получились с достаточно пористой и губчатой структурой. Напомним, что
пористость является одним из главнейших факторов для увеличения эффективности анодов в самих аккумуляторах, поскольку подобная технология обеспечивает большой размер поверхности.
Во время проведения первых испытаний, ради эксперимента исследователями был создан литиево-ионная батарея размером приблизительно с небольшую монету.
Ученые использовали анод на основе песка и очень удивились, когда увидели, что уровень производительности в аккумуляторе оказалась выше, чем во время использования обыкновенного графитового анода.
Кроме всего прочего, в статье, которая была опубликована в журнале Scientific Reports, сообщалось, что более качественная производительность на основе нанокремниевого электрода даст возможность в
разы увеличить срок работы мобильных телефонов или планшетов. Гаджеты с батареями, произведенными по такой технологии можно будет заряжать один раз в три дня, а не каждый день.
Сейчас же, Фейворс вместе с его коллегами занимаются созданием нового метода изготовления нанокремния в промышленных объемах и производством аккумулятора с анодом еще большего размера.
