Ученые вновь заинтересовались Эдисоновской батареей

Исследователи из Стэнфордского университета вдохнули новую жизнь в железо-никелевый аккумулятор технологией перезарядки, разработанный Томасом Эдисоном более века назад. Как известно, Эдисоновская батарея практически вышла из употребления в середине 70-х годов прошлого столетия. Сегодня лишь несколько компаний производят железо-никелевый батареи, в основном для хранения излишков электроэнергии, полученной от солнечных батарей и ветряных турбин.

Несмотря на высокую прочность, аккумулятор Эдисона имеет ряд недостатков. Самым главным из них является, пожалуй, длительность зарядки, которая составляет несколько часов. Скорость разряда аккумулятора также крайне низка, особенно по сегодняшним меркам. Однако, Хонгджи Дай и его коллеги из Стенфордского университета смогли значительно улучшить производительность этой вековой технологии. Ученые создали сверхбыстрый железо-никелевый аккумулятор, который может быть полностью заряжен за 2 минуты, а время разряда составляет менее 30 секунд. Таким образом, скорость зарядки и разрядки аккумулятора была увеличена почти в 1000 раз.

Для увеличения производительности Эдисоновской батареи исследователи использовали графен, материал, который уже давно известен своей уникальной способностью повышать электропроводность электродов. В данном случае были использованы наноразмерные углеродные пластины толщиной всего в один атом, а также углеродные нанотрубки, каждая из которых состоит из 10 пластин графена, «скатанных» вместе. На углеродных пластинах ученые вырастили нанокристаллы оксида железа, а на углеродных нанотрубках – нанокристаллы гидроксида никеля (оба металла являются основными компонентами аккумулятора Эдисона).

Благодаря такой технологии возникают сильные химические связи между частицами металлов и углеродными наноматериалами. Именно эти связи и влияют на повышение производительности батареи. «Соединение частиц никеля и железа с субстратом углерода позволяет электрическим зарядам быстро перемещаться между электродами и внешней цепью», – объясняет Дай. «В результате мы получили сверхбыструю версию железо-никелевого аккумулятора, который способен к зарядке и разрядке за секунды».

На сегодняшний день в лаборатории разработана 1-вольтовый прототип батареи, емкости которой достаточно для питания фонарика. Целью исследователей является создание большого аккумулятора, который может быть использован для электрической сети или в транспортных средствах.