Идею для новой батарейки подсказали кости млекопитающих
Ученые из Университета Сонгюнгван (Южная Корея) разработали натриевую батарею, основываясь на идее внутреннего строения костей млекопитающих.
Исследование опубликовано в журнале Applied Physics Reviews, коротко о нем рассказывает Inverse.
Литиевые батареи, которые долгое время были лидерами среди аккумуляторов, имеют серьезные проблемы с перегревом и даже могут взрываться. Более безопасной и эффективной альтернативой считается натриевый аккумулятор, однако катоды — электроды, по которым проходит ток — в натриевых батареях нестабильны.
Чтобы решить эту проблему, группа ученых обратилась к решению, подсказанному биологической конструкцией. Исследователи создали биомиметическую батарею, используя пористую систему элементов, имитирующую костный мозг, и плотную оболочку из оксида графена по аналогии с прочной кальциевой оболочкой кости.
«Мы считаем, что природа предлагает многообещающие решения технических проблем», — пишут исследователи. — Губчатая поверхность имеет площадь в десять раз больше, чем гладкая. Это создает классический эффект композитного материала, позволяя кости сгибаться при нагрузке и в то же время структурно выдерживать нагрузку на тело».
Команда отметила впечатляющий прирост стабильности и общее продление срока службы батареи. Аккумуляторная батарея способна заряжаться до сверхвысокой скорости всего за 3,6 секунды и может сохранять 91% своей емкости после 10 000 циклов зарядки. Для сравнения, литиевые батареи обычно служат от 400 до 1200 циклов.
Несмотря на первоначальный успех этого дизайна, исследователи подчеркивают, что это всего лишь экспериментальный образец. Потребуются испытания этой конструкции в разных режимах и условиях.
Фото: Shutterstock, Kang Ho Shin и др.