Исследователям из Стэнфордского университета удалось увеличить емкость литиево-ионных батарей примерно в десять раз за счет встраивания в них кремниевых нанопроводников.

Это значит, что ноутбук, который сейчас работает от батареи без перезарядки на протяжении четырех часов, мог бы функционировать в течение 40 часов.

"Это поистине революционный результат, - заметил старший преподаватель материаловедения Стэнфордского университета Йи Кюи, который уже более года занимается проектом, связанным с нанотехнологиями. - Мы ведем речь примерно о десятикратном росте. А это очень большой скачок".

От плейеров до автомобилей

Новые батареи могли бы стать хорошим подспорьем для бизнес-пользователей, которым много времени приходится проводить в поездках. Сегодня зарядки аккумуляторов мобильного компьютера или какого-то иного устройства на долгий перелет не хватает. По словам Кюи, новые батареи хорошо подошли бы и для портативных цифровых плейеров, сотовых телефонов и даже электромобилей. Кроме того, подобные батареи можно было бы использовать дома, а также в офисных и производственных зданиях для хранения энергии, собранной с помощью солнечных панелей.

На сегодняшний день емкость литиево-ионной батареи определяется количеством лития, который может вместить ее анод. Аноды, как правило, изготавливаются из углерода. Однако кремний обладает гораздо более высокой емкостью.

По словам Кюи, нанопроводники выступают в роли активного материала, в котором накапливаются ионы лития. Кремниевые нанопроводники заменяют в батарее углерод. Когда нанопроводники соприкасаются с ионами лития, они образуют новый материал - силицид лития. Энергия батарей хранится в силициде лития, который обладает гораздо более высокой емкостью по сравнению с ранее применявшимися материалами.

Литий поступает на большое количество крошечных кремниевых нанопроводников. Нанопроводники в тысячу раз тоньше человеческого волоса, но по мере осаживания на них лития их размеры могут увеличиться в четыре раза.

Кюи заметил, что по мере использования энергии силицид лития превращается обратно в кремний, то есть батареи являются перезаряжаемыми.

На пути к рынку

Сегодня группа исследователей Стэнфордского университета занята поиском способов организации массового производства литиево-ионных батарей. "Учитывая зрелость инфраструктуры кремниевого производства, новая технология довольно быстро может войти в реальную жизнь", - подчеркнул Кюи.

Несколько компаний уже проявили интерес к данной технологии, однако Кюи отказался сообщить их названия. Он отметил, что зарегистрировал заявку на патент и рассматривает возможность открытия собственного бизнеса или подписания соглашения с производителями батарей.

В октябре исследователь из Эдинбургского университета заявил, что благодаря совершенствованию нанопроводников уже через 10-15 лет суперкомпьютеры будут умещаться на ладони. А в начале ноября другой исследователь из Университета штата Аризоны заметил, что нанотехнологии - и конкретно нанопроводники - в течение 5-10 лет вытеснят из цифровых плейеров, портативных компьютеров и серверов магнитные диски, сделав эти устройства более устойчивыми, легкими и быстрыми.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями