Vědci z MIT vynalezli nesmrtelnou baterii
Dnešní svět mobilních technologií přináší uživatelům mnoho možností v oblasti komunikace. Výrobci smartphonů se snaží nalákat zákazníky ke koupi chytrého telefonu, který nabídne vyšší výkon, má větší displej a bezpočet nových funkcí. Na co nám však jsou všechny tyto vymoženosti, když baterie zařízení vydrží sotva několik hodin?
Ten samý problém se týká také dalších technologií, které ke svému chodu vyžadují jako svůj primární zdroj energie lithium-iontové baterie. Tento druh baterií nejčastěji využívá křemík, jenž je schopen pojmout velké množství energie. Křemík životnost baterie sice prodlužuje, ale baterie i přes to moc dlouho nevydrží. Křemíkové elektrody se v průběhu nabíjení zvětšují až trojnásobně, zatímco při vybíjení se zase zmenší na původní velikost. Postupem času se na křemíkové anodě objeví praskliny, díky nimž se ztrácí schopnost ukládat elektrony. Následkem toho dojde k narušení toku proudu a ke znehodnocení baterie.
Výzkumný tým z Massachusetts Institute of Technology (MIT) přišel s nápadem na baterii, která dokáže sama sebe zregenerovat. Vědci se při vyřešení tohoto problému nechali inspirovat přírodou. "Schopnost samovolně opravovat škody, což nazýváme samoléčení, je v přírodě důležitým faktorem pro přežití. Tato vlastnost je pro nabíjecí baterie vysoce žádoucí, jelikož se životnost kapacitních elektrod, jako jsou křemíkové anody, snižuje vlivem mechanického poškození, ke kterému dochází v průběhu nabíjecího procesu," je napsáno v abstraktu práce. Celé znění projektu najdete na stránce Nature.com.
Aby byly křemíkové elektrody schopny samoléčení, vědci pro ni vyvinuli polymerový obal, který se v upravené podobě využívá při výzkumech zaměřených na vývoj umělé kůže pro roboty. Tyto polymery mají slabší vazby než obyčejné polymery, takže se při zvětšení křemíku přeruší. Přerušené vazby polymeru se vzájemně přitahují, takže když se křemík smrští, polymer se přeskupí a navrátí jej zpět do původního tvaru. Názornou demonstraci můžete vidět na následujícím obrázku. Na křemíku se vytvořily praskliny, které se po několika hodinách vyléčily.
Tým vědců má před sebou ještě hodně práce, ale dosavadní výsledky jsou zatím nadějné. Elektrody zvládly překonat 100 nabíjecích cyklů, aniž by ztratily svou schopnost ukládat elektřinu. "Ještě je nutné ujít velký kus cesty k našemu cíli, který činí přibližně 500 cyklů pro telefony a 3000 cyklů pro elektrické automobily, ale pracujeme na tom," slíbil jeden z vědců Yi Cui.
Vědci z MIT se činí. Před nedávnem ukázali další zajímavý projekt netradičního 3D ovládání pohybem.
Zdroje:
