Песочные батареи для гаджетов
Молодые исследователи из колледжа при Университете Калифорнии в Риверсайде (США) разработали литий-ионную батарею, анод которой сделан из кварцевого песка и по своим свойствам втрое превосходит современные стандарты.
Автор изобретения, студент Захари Фэйворс (Zachary Favors), пришел к идее так. Гуляя по пляжу, он взял в ладонь обычный песок и вдруг осознал, что основная составляющая песка, кварц (SiO4), вполне может стать перспективным материалом для использования в источниках питания. По мнению молодого исследователя, это своеобразный священный Грааль для аккумуляторных батарей: дешев, нетоксичен и прост в добыче.
Для того чтобы убедиться в этом, давайте вспомним, как устроена литий-ионная батарея. Она состоит из двух разделенных камер (емкостей). Когда аккумулятор подпитывается, позитивно заряженные ионы лития перемещаются с одной стороны батареи на другую (от катода к аноду). Это создает дисбаланс внутри элемента: около анода избыток отрицательного заряда, а около катода – избыток положительного. Как только анод и катод соединяются (например, если вставить батарею в соответствующее электронное устройство), появляется ток.
Целью научной работы стало улучшение свойств анода, который в большинстве литий-ионных батарей делают из графита. Однако данный материал не соответствует растущим запросам электроники, поэтому ведется активный поиск альтернатив. В рамках эксперимента Фэйворс взял образец песка, очистил его и в результате выделил кремний. В процессе очистки сформировалась губковая наноструктура, которая и стала ключом к улучшению свойств батарей.
Усовершенствованные таким способом литий-ионные источники, применяющиеся в транспортных средствах, смогут работать втрое дольше, чем сегодня, убежден автор. То же самое касается любых электронных гаджетов, использующих данный тип батареи.