Крохотные аккумуляторы размером с песчинку
По мере развития современных технологий всевозможные электронные гаджеты становятся все более крохотными. Сегодня уже никого не удивишь миниатюрным мобильным телефоном или медицинскими приборами размером с пчелу - разработки области современной электроники сделали невозможное! Но для питания настолько маленьких устройств требуются такие же крохотные элементы питания. Вопрос же состоит и в том, чтобы продуктивность работы подобного рода батарей была достаточной для удовлетворения энергетических потребностей столь миниатюрных устройств.
С этой целью исследователи Гарвардского университета и Университета штата Иллинойс создали литий-ионные аккумуляторным батареи размером с песчинку. Добиться настолько крохотных размеров удалось благодаря печати аккумуляторов на 3D-принтере.
Функциональные миниатюрные литий-ионные аккумуляторные батареи, обладающие довольно высокими энергетическими показателями, сконструировали из электрохимически активных материалов, содержащих наночистицы из литий-металлического оксида. Катодный же материал аккумуляторных батарей создали из наночастиц иного состава. Быстрозатвердевающие компоненты наносились слоями, образовывающими единую трехмерную структуру. Готовые контрукции вмещали в защитную полимерную капсулу, заполняя внутреннее пространство жидким раствором электролита.
Напечатанные на 3D-принтере аккумуляторные батареи, несмотря на свои довольно малые размеры, с точки зрения эффективности работы, количества циклов заряд/разрядного процесса, отдаваемой мощности и плотности энергии значительно опередили многие габаритные по своим размерам энергетические источники. По своим рабочим параметрам микроскопические аккумуляторы превзошли даже тонкопленочные батареи, которые довольно длительное время считались лидерами в области питания небольших портативных устройств. Результаты экспериментов, проведенных исследователями во главе с профессором Гарвардского университета Дженнифером Льюисом, опубликовали в журнале «Advanced Materials».