Qu'est-ce qu'une batterie de nanofils?

Une batterie de nanofils est une forme de batterie de stockage chimique basée sur le modèle de batterie lithium-ion, développée pour la première fois en 2007 à l'Université de Stanford aux États-Unis.Il est toujours en cours de raffinement en 2011, avec des ventes au public prévue pour 2012. La technologie utilise une gamme de nombreux nanofils de silicium connectés à une échelle de milliards de mètres, situé à l'extrémité de tension négative de la batterie.Cette progression de la science des matériaux a augmenté la densité de stockage de 8 à 10 fois par rapport à celle des batteries au lithium-ion conventionnelles, ce qui ferait quelque chose comme un appareil photo rechargeable, un téléphone portable ou une batterie d'ordinateurà brancher. La batterie de nanofils est également considérée comme un développement clé pour les voitures électriques, car elle a des taux de charge beaucoup plus rapides en raison de la surface accrue des nanofils eux-mêmes et en raison de l'utilisation du silicium dans sa structure chimique.

Les principes derrière la batterie de nanofils ont facilité des recherches similaires aux laboratoires nationaux de Sandia aux États-Unis en 2010, où une anode de nanofil de silicium formée par un seul nanofil est utilisée.Ce nanofil a une largeur de 100 nanomètres, ou environ la largeur d'une globualité rouge humaine moyenne, et d'environ 10 000 nanomètres de long, soit 0,01 millimètre.Le but de cette batterie, qui est fabriqué avec un microscope électronique à transmission (TEM), est de rechercher davantage les capacités de la technologie.Il est également prévu de servir de source d'alimentation extrêmement petite pour les implants médicaux ainsi que d'alimenter d'autres dispositifs de microélectronique.

Le développement de la batterie de nanofils est considéré comme révolutionnaire, bien qu'il présente des inconvénients limités.Étant donné que la surface des nanofils combinées est beaucoup plus grande que la zone dont une anode graphite dans une batterie typique a, après une période de plusieurs phases de recharge, les nanofils commencent à acquérir une interphase électrolyte solide (SEI).Il s'agit d'un type de revêtement chimique qui restreint la capacité de charge actuelle de l'anode du nanofil de silicium.Une telle limitation pourrait entraîner une baisse rapide de l'énergie pour la batterie de nanofils à mesure qu'elle vieillit, bien que la recherche ait montré qu'elles peuvent être pratiquement rechargées à 80% des niveaux complets au moins 250 fois, et l'objectif est d'atteindre un niveau de rechargeSur 3 000 fois dans les produits du secteur commercial.

La recherche sur les batteries de stockage à base de silicium se déroule depuis plus de trente ans.Les problèmes pratiques avec le gonflement du silicium ont limité l'utilité de l'idée jusqu'à ce que les nanofils soient inventés.Le chercheur principal sur le projet de l'Université de Stanford, le Dr Yi Cui, affine la batterie de nanofils depuis au moins 2007. Il est désormais considéré comme capable de réapparaître des niveaux de production de masse pratiques par l'utilisation de nanofils de carbone-silicium,Ce qui ne nécessite pas de températures élevées pour se développer comme le silicium pur.