Logo
Cover

Исследователи предлагают отказаться от традиционной схемы с катодом, анодом и сепаратором. Ее сможет заменить пористая полимерная структура, скрывающая сотни тысяч наноотверстий, каждое из которых самостоятельно отвечает за сбор энергии, сообщает Science Daily. И каждый из таких миниатюрных аккумуляторов можно зарядить мгновенно.

8

Открытие принадлежит группе ученых под руководством профессора Корнеллского Университета Ульриха Визнера. Он объясняет, что преимущества новой батареи достигаются за особой структуры используемого полимера. Он называет ее гироидной (Gyroidal). Это структура с минимальной поверхностью и без самопересечений, бесконечно повторяющаяся в трех измерениях. Ее образуют блок-сополимеры, которые принимают упорядоченный гироидный вид благодаря самосборке. Такая форма является максимально эффективной для хранения энергии и использования пространства батареи.

Блок-сополимеры покрыты тысячами мелких пор. И каждую из них можно использовать как отдельный аккумулятор. В результате в разы повышается плотность энергии. Но что более важно, каждый такой нано-аккумулятор можно зарядить мгновенно. Визнер говорит, что зарядка такой батареи произойдет за считанные секунды, возможно даже быстрее. Представьте: вы только подключили устройство к сети, а зарядка уже завершена.

Он уточняет, что взаимпроникающая форма блок-сополимеров в их батареи просто позволяет быстрее получать доступ к каждому элементу, хранящему энергию. Но процесс не ограничивается самосборкой полимера.

Визнер объясняет, что хоть катода и анода в привычном понимании здесь нет, привычная схема повторяется в наномасштабе. Каждая пора, образовавшаяся в полимере после самосборки — это фактически анод. Их размер около 40 нм. Ученые покрывают эти отверстия электроно-изолирующим, но ионопроводящим слоем толщиной 10 нм — это можно считать сепаратором. В качестве анода используют серу. Последняя стадия завершается добавлением электронно-проводящего полимера. В итоге получается безопасная батарея, которую можно зарядить в один миг.