Винахід Томаса Едісона, який на початку XX століття програв конкуренцію бензиновим двигунам, може стати ключем до «зеленої» енергетики майбутнього. Вчені з Каліфорнійського університету за допомогою нанотехнологій перетворили стару нікель-залізну схему на надпотужний акумулятор, здатний працювати десятиліттями. Про це повідомляє Експерт з посиланням на дослідження, опубліковане в Ecoticias.
Оригінальна батарея Едісона була занадто важкою та повільною для автівок того часу. Проте сучасний прототип заряджається за лічені секунди та витримує понад 12 тисяч циклів, що дорівнює 30 рокам щоденного використання — показник, недосяжний для нинішніх літій-іонних батарей.
Білки та графен замість громіздких пластин
Щоб вдихнути нове життя в ідею 125-річної давнини, дослідники змінили внутрішню структуру металів на атомному рівні.
Як каркас використали специфічні білки (побічний продукт м’ясної промисловості), у складках яких атоми нікелю та заліза формують крихітні кластери розміром менше 5 нанометрів. Це дозволило створити структуру аерогелю, що на 99% складається з повітря.
Завдяки поєднанню з оксидом графена та термічній обробці, вчені отримали пористу вуглецеву мережу з гігантською внутрішньою площею. Така архітектура дозволяє майже кожному атому брати участь у реакції миттєво.
На практиці це означає надшвидку зарядку та здатність віддавати величезну кількість енергії без зносу активного матеріалу протягом багатьох років.
Де працюватимуть вічні батареї
Попри свою довговічність, нікель-залізна конструкція програє літієвим аналогам у щільності енергії на кілограм ваги. Це робить її малопридатною для сучасних електромобілів, де кожен зайвий кілограм зменшує запас ходу.
Проте для стаціонарних об’єктів, де вага не є критичною, ця технологія є майже ідеальною.
Перспективним напрямком є сонячні електростанції. Банки таких акумуляторів зможуть накопичувати надлишки енергії вдень і віддавати її в мережу ввечері, коли споживання зростає.
Також розробку планують використовувати в центрах обробки даних як надійне джерело безперебійного живлення, яке не потребуватиме заміни кожні кілька років. Наразі інженери працюють над тим, щоб перенести лабораторний успіх на промислові рейки та зробити виробництво максимально дешевим.