Przypadkowe „Nieskończone” odkrycie żywotności baterii może sprawić, że przyszłość iPhone'a będzie odporna

Ostatnie badanie opublikowane w Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne ma naukową klasę rozmów, wykorzystując swoje zlewki, by wznieść toast za grupę naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine, który mógł skonstruować system akumulatorów zdolny do oszałamiającego ładowania i rozładowywania 200 000 razy bez wykazywania znacznego drenażu lub korozji. To zdumiewające odkrycie dokonane w zadziwiający sposób: przez przypadek. Bateria została stworzona, gdy Mya Le Thai próbowała zastąpić ciekły elektrolit, którego używała żelem w kondensatorze półprzewodnikowym, i odpaliła. Opłata była naliczana i rozładowywana dłużej, niż ktokolwiek mógł się spodziewać - a nawet bezzasadnie - oczekiwać. Używając złotych nanodrutów pokrytych tlenkiem manganu, a nie tradycyjnym litem, bateria była znacznie bardziej odporna niż cokolwiek obecnie na rynku, tracąc tylko około pięciu procent swojego ładunku.

Technologia nie jest gotowa do wdrożenia komercyjnego, ponieważ ludzie, którzy ją stworzyli, nadal nie są do końca pewni, jak to działa. Więc co dalej z tym niezwykłym wypadkiem? Odwrotność rozmawiał z jednym z autorów badania, Reginaldem Pennerem, który jest prezesem i profesorem chemii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Irvine.

Powiedziałeś zaraz po tym, jak wyszło z badania, że ​​nie byłeś pewien, jak lub dlaczego ta reakcja się wydarzyła - wymyśliłeś jakieś nowe teorie?

Mamy hipotezę i to tak dalece, jak się wydaje. Uważamy, że ten żel bardzo powoli przenika do tlenku manganu - materiału bardzo porowatego, około 80 procent porowatego - więc w naszych danych widzimy, że pojemność tej rzeczy rośnie i rośnie w górę iw górę przez tygodnie. Sugeruje to, że żel może bardzo powoli przenikać do tlenku manganu i, jak to się dzieje, żel może być plastyfikujący. Tlenek manganu jest bardzo kruchy; normalnie pęka i spada ze złotego nanoprzewodu. Ale to nie dzieje się z żelem. Żel robi więc coś więcej niż tylko trzymanie tego razem; zmienia w jakiś sposób właściwości fizyczne tlenku manganu, czyniąc go bardziej miękkim i bardziej odpornym na pękanie.

UC Irvine #chemists tworzy technologię #battery z wyłączonymi mapami … http://t.co/p14wgmJ3Nf @ACSEnergyLett pic.twitter.com/sLiF9CRjLF

- UC Irvine (@UCIrvine) 20 kwietnia 2016 r

Tak więc ta bateria ma potencjalnie „nieskończoną” żywotność, ale nie jest gotowa do wdrożenia w praktycznej, komercyjnej skali. Co tam się rozłącza i co jest następnym krokiem w tym kierunku?

Nie będziemy projektować tego urządzenia w akumulator, ponieważ jesteśmy naukowcami. Będziemy dokładniej studiować ten proces. Jesteśmy zainteresowani zrozumieniem, co dzieje się z właściwościami mechanicznymi powłoki tlenku manganu, z elektrolitem żelowym i bez niego. Zamierzamy wziąć instrument zwany nanoindenter i szturchnąć powłokę, aby sprawdzić jej twardość; spodziewamy się, że powłoka z tlenku manganu stanie się bardziej miękka w obecności żelu i zobaczymy, że jest on dużo trudniejszy w ciekłym elektrolicie po tym, jak przez jakiś czas się poruszał. To pomogłoby nam potwierdzić, że zmieniają się właściwości mechaniczne. Chcemy również badać różne żele i różne tlenki metali, aby sprawdzić, czy istnieje taki, który spełnia swoje zadanie lepiej niż ten, którego używamy do tej pory, i jeśli dotyczy innych materiałów oprócz tlenku manganu.

Czy koszt materiału - całe złoto - jest przeszkodą?

Nikiel byłby łatwy do zastąpienia złotem i oczywiście tańszy. Powinien dawać ten sam efekt.

Jakieś domysły, jak długo zanim zobaczymy to zaimplementowane w prawdziwym świecie?

To tylko pierwszy artykuł. Potrzebujemy kolejnych 20 artykułów, kolejnych 100 artykułów na ten temat, zanim naprawdę to zrozumiemy, a firmy będą chciały zaryzykować.

Mamy nadzieję, że ludzie przeczytają nasz artykuł i zaczną nad tym pracować.

Ten wywiad został zredagowany dla zwięzłości i jasności.