Как обычный песок поможет увеличить срок службы батарейки

Аккумуляторы, которыми все привыкли пользоваться, имеют аноды на основе графита. Но инженеры больше не могут повысить производительность данного материала, так как она достигла своего предела. Это обстоятельство вынудило специалистов искать ему замену, в том числе и в сфере нанотехнологий. Тем более неожиданным оказалось открытие, позволяющее использовать для этих целей обычный песок.

Чаще всего в качестве альтернативы нанотехнологи пытались использовать кремний. Однако он оказался не на много функциональней графита, так как очень быстро изнашивался. К тому же, производство наночастиц кремния представляет собой довольно трудоемкий процесс.



Способ, который предложили сотрудники университета Калифорнии в Риверсайде, отличается простотой и необычностью. Они установили, что обычный песок способен в три раза повысить производительность любого аккумулятора. Поэтому аренда экскаватора погрузчика для добычи песка поможет миллионам гаджетов работать без подзарядки втрое дольше обычного.

Автором проекта выступает инженер Закари Фейворс. На необычную идею его натолкнул серфинг во время отдыха. Ученый знал, что структуру песка составляет кварц или диоксид кремния, однако более детальным изучением вопроса Закари Фейворс никогда не занимался.

Как сообщает издание Scientific Reports, инженер взял несколько проб песка, богатого кварцем, для исследования в своей лаборатории. Путем измельчения ученый довел его до состояния гранул, диаметр которых составлял всего несколько нанометров. После этого была проведена многоэтапная очистка, которая превратила песок в некое подобие сахарной пудры.

Далее в порошкообразный песок исследователь добавил соль вперемешку с магнием с последующим нагреванием образованной смеси. В данном процессе соль выполняла функцию теплопоглощающего материала, а магний извлекал кислород из состава кварца, что дало на выходе чистый кремний.

Последующие исследования показали, что его метод позволяет получать наночастицы кремния с чрезвычайно пористой структурой, напоминающей губку. Как известно, именно пористость играет одну из ключевых ролей в повышении эффективности аккумуляторных анодов, так как она может обеспечить намного более обширную площадь поверхности.

Закари Фейворс и его команда создали экспериментальную литиево-ионную батарейку, которая размером была не больше мелкой монеты. Выбор анода, полученного из измельчённого песка, наделил аккумулятор производительностью, которая оказалась в три раза выше, нежели при применении привычного графитового анода. Сейчас команда работает над переносом методики на производство «песочных» аккумуляторов большего размера.

Источник: zeleneet.com