Как считают ученые из Массачусетского технологического института, батареи на основе нанотрубок скоро заменят традиционные Li-ION- и свинцовые аккумуляторы. Но, в отличие от современных аккумуляторов для мобильных телефонов и ноутбуков, батареи на основе н
Профессор электроники Джоел Шиндалл (Joel Schindall) приводит пример с гибридными автомобилями, работающими от аккумуляторов и бензинового двигателя. Если бы бензиновый ДВС можно было полностью заменить электродвигателем, то современных аккумуляторных батарей не хватит для поездки на 200–300 км. Но если использовать быстро заряжающуюся батарею с включением нанотрубок, машины можно будет полностью перевести на электрическую энергию.
Началось исследование аккумуляторов на нанотрубках с композитных материалов нанотрубки-кремний. Но массовое производство чипов на нанотрубках до сих пор затруднено из-за высокой конечной стоимости аккумулятора. «Однако с каждым месяцем мы все больше и больше узнаем о новых исследованиях в области наноматериалов, которые позволят существенно снизить стоимость нанотрубок», — говорит проф. Шиндалл.
Устройство, которое создали ученые из лаборатории электромагнетизма и электронных систем Массачусетского технологического института (МТИ), представляет собой не простой аккумулятор, а конденсатор, сообщает SmallTimes. Как известно, конденсаторы могут запасать гораздо больше электроэнергии, чем аккумуляторы, и заряжаются за очень короткий промежуток времени, однако так же быстро отдают электроэнергию.
В 1960 годах ученые-химики открыли особый способ изготовления сверхмощных конденсаторов, используя для покрытия электродов особую форму углерода — charcoal. Кристаллы углерода помогали накапливать конденсатору большой электрический заряд. В начале 90-х годов прошлого столетия ученые научились синтезировать нанотрубки — цилиндрическую форму углерода. Как оказалось, их свойства отличаются от кристаллов charcoal и позволяют гораздо эффективнее накапливать заряд. Тогда же появились первые идеи о том, как использовать эти полезные свойства углеродных нанотрубок для создания сверхмощных конденсаторов.
Как недавно выяснили ученые из МТИ, электроды, покрытые слоем нанотрубок, позволяют разряжаться конденсатору не мгновенно, а за несколько часов, что, естественно, позволяет подобному конденсатору работать в автомобилях и мобильных устройствах.
Этот эффект достигнут благодаря увеличению площади электродов батареи-конденсатора с помощью нанотрубок.
Полученные экспериментальные образцы суперконденсаторов (так назвали этот тип устройств) уверенно свидетельствуют о том, что количество циклов разряд-заряд может достигать нескольких тысяч, что, естественно, несопоставимо с традиционными аккумуляторами.
#gallery#
По мнению проф. Шиндалла, несмотря на преимущества суперконденсаторов на основе нанотрубок, они не смогут за несколько недель изменить традиционный рынок устройств хранения энергии. Слишком много средств инвестировано крупными компаниями в усовершенствование обычных Li-ION-батарей. Скорее всего, переход на нанотрубочные элементы будет постепенным — для этого потребуется год или два.
