Νέος σχεδιασμός δεκαπλασιάζει την ισχύ των μπαταριών

Ερευνητές αμερικανικού πανεπιστημίου παρουσίασαν τις «ισχυρότερες μπαταρίες του κόσμου», μικρές συσκευές που δεκαπλασιάζουν την πυκνότητα και την παροχή ενέργειας και επιπλέον φορτίζονται 1.000 φορές ταχύτερα.

Ένα κινητό τηλέφωνο που χρησιμοποιεί τις νέες μπαταρίες θα φορτιζόταν σε περίπου ένα δευτερόλεπτο και θα ήταν αρκετά ισχυρό ώστε να μπορεί να βάλει μπρος ένα αυτοκίνητο με χαλασμένη μπαταρία, υποστηρίζει η ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Ίλινοϊ.

Οι νέες μπαταρίες ιόντων λιθίου βασίζονται σε «τρισδιάστατα» ηλεκτρόδια, χάρη στα οποία μειώνεται η απόσταση που πρέπει να διανύσουν τα ιόντα (φορτισμένα άτομα) από το ένα ηλεκτρόδιο στο άλλο.

Η διάταξη αυτή, αναφέρουν οι ερευνητές στην επιθεώρηση Nature Communications, θα επέτρεπε στις μπαταρίες να μικρύνουν ακολουθώντας τον εντυπωσιακό ρυθμό συρρίκνωσης των ηλεκτρονικών συσκευών.

Οι σημερινές τεχνολογίες αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας αναγκάζουν το χρήστη να επιλέξει ανάμεσα στην ισχύ και τη χωρητικότητα: οι μπαταρίες προσφέρουν είτε μεγάλη χωρητικότητα είτε ισχυρό ηλεκτρικό ρεύμα, όχι όμως και τα δύο ταυτόχρονα.

Η νέα, «τρισδιάστατη» τεχνολογία θα μπορούσε τώρα να καταργήσει αυτόν τον περιορισμό, αφού μπορεί να αυξάνει τόσο τη χωρητικότητα όσο και την ισχύ.

«Θα μπορούσε κανείς να αντικαταστήσει τη μπαταρία του αυτοκινήτου του με μια από τις δικές μας μπαταρίες, η οποία θα ήταν δέκα φορές μικρότερη ή δέκα φορές ισχυρότερη» λέει ο καθηγητής Ουίλιαμ Κινγκ, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.

Όλες οι μπαταρίες χρειάζονται δύο στοιχεία για να λειτουργήσουν: το ηλεκτρόδιο ανόδου (-) το οποίο απελευθερώνει ηλεκτρόνια στο κύκλωμα, και το ηλεκτρόδιο καθόδου (+) το οποίο προσλαμβάνει τα ηλεκτρόδια στην άλλη άκρη του κυκλώματος.

Για να φτάσουν από την άνοδο στην κάθοδο, τα ηλεκτρόνια αναγκάζονται να περάσουν μέσα από τη συνδεδεμένη ηλεκτρική συσκευή. Δεν μπορούν να διανύσουν την απόσταση ταξιδεύοντας απευθείας από την άνοδο στην κάθοδο, δεδομένου ότι τα ηλεκτρόδια χωρίζονται από έναν υγρό ηλεκτρολύτη που εμποδίζει τη διέλευσή τους.

Μέσα από τον ηλεκτρολύτη, όμως, περνούν ιόντα (φορτισμένα άτομα) που κινούνται επίσης από την άνοδο προς την κάθοδο προκειμένου να ξανασυναντήσουν τα ηλεκτρόνια που αποχωρίστηκαν.

Το ιδιαίτερο με τη νέα μπαταρία είναι η χρήση ηλεκτροδίων από τρισδιάστατες μεταλλικές δομές, χάρη στις οποίες μειώνεται η απόσταση ανάμεσα στην άνοδο και την κάθοδο.

Το πρωτότυπο της συσκευής έχει μήκος μόλις μερικά χιλιοστά, ωστόσο οι ερευνητές ελπίζουν ότι η τεχνική τους μπορεί να αξιοποιηθεί και σε μεγαλύτερα συστήματα.

Στη σημερινή της μορφή η μικρομπαταρία βασίζεται σε έναν εύφλεκτο ηλεκτρολύτη, ο οποίος θα πρέπει να αντικατασταθεί για λόγους ασφάλειας.

Η ερευνητική ομάδα δεν διευκρινίζει πότε περιμένουν να αξιοποιηθεί εμπορικά η τεχνολογία τους.

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ