Hvad er et nanowire -batteri?

Et nanowire-batteri er en form for kemisk opbevaringsbatteri baseret på lithium-ion-batterimodellen, der først blev udviklet i 2007 på Stanford University i USA.Det gennemgår stadig forfining fra 2011 med salg til den offentlige planlagte for 2012. Teknologien bruger en række mange tilsluttede silicium-nanotråd i en milliard-af-en-meter skala, der ligger i den negative spændingsende af batteriets.Denne fremskridt inden for materialevidenskab har øget opbevaringstætheden fra 8 til 10 gange over det med konventionelle lithium-ion-batterier, hvilket ville gøre noget som et genopladeligt kamera, mobiltelefon eller bærbar batteri sidste 8 til 10 gange længere, før det blev udtømt og havdeat blive tilsluttet. Nanowire -batteriet ses også som en nøgleudvikling for elbiler, da det har meget hurtigere ladningshastigheder både på grund af det øgede overfladeareal i selve nanotrådene og på grund af brugen af silicium i dens kemiske struktur.

Principperne bag Nanowire -batteriet har lettet lignende forskning på Sandia National Laboratories i USA fra 2010, hvor en silicium -nanowire -anode dannet af kun en nanowire bruges.Denne nanowire er 100 nanometre bred eller omkring bredden af en gennemsnitlig humane røde blodlegemer og ca. 10.000 nanometer lang eller 0,01 millimeter.Formålet med dette batteri, der er fremstillet med et transmissionselektronmikroskop (TEM), er at undersøge teknologiens kapaciteter yderligere.Der er også planer om, at det kan fungere som en ekstremt lille strømkilde til medicinske implantater såvel som at styrke andre mikroelektroniske enheder.

Udviklingen af nanowire -batteriet ses som revolutionerende, skønt det har nogle begrænsede ulemper.Da overfladearealet af de kombinerede nanotråde er meget større end det område, som en grafitanode i et typisk batteri har efter en periode med flere genopladningsfaser, begynder nanotrådene at erhverve en fast elektrolytinterfase (SEI).Dette er en type kemisk belægning, der begrænser den aktuelle bæreevne for silicium -nanowire -anoden.En sådan begrænsning kan resultere i et hurtigt fald i magten til nanowire -batteriet, da det ældes, skønt forskning har vist, at de praktisk talt kan genoplades til 80% af de fulde niveauer mindst 250 gange, og målet er at nå et genopladningsniveaupå 3.000 gange i kommercielle sektorprodukter.

Forskning i siliciumbaserede opbevaringsbatterier har foregået i over tredive år.Praktiske problemer med hævelse i silicium har begrænset ideenes anvendelighed, indtil nanotråd blev opfundet.Den førende forsker på projektet ved Stanford University, Dr. Yi Cui, har forfinet nanowire-batteriet siden mindst 2007. Det ses nu som værende i stand til at skalere op til praktiske masseproduktionsniveauer ved hjælp af kulstof-silicon-nanotråd,som ikke kræver høje temperaturer for at vokse som rent silicium gør.