Co to jest bateria nanoprzewodowa?

Bateria nanoprzewodowa jest formą chemicznej akumulatora magazynowego opartego na modelu baterii litowo-jonowej, opracowanej po raz pierwszy w 2007 roku na Uniwersytecie Stanforda w USA.Nadal udaje się od 2011 r., Z sprzedaż publicznie zaplanowanymi na 2012 rok. Technologia wykorzystuje szereg wielu połączonych nanodrutów krzemowych w skali miliardowej metra, położonej na ujemnym napięciu akumulatora.Ten rozwój w naukach materiałowych zwiększył gęstość przechowywania z 8 do 10 razy w stosunku do konwencjonalnych akumulatorów litowo-jonowych, które sprawiłyby, że coś w rodzaju kamery, telefonu komórkowego lub baterii laptopa trwała 8–10 razy dłużej, zanim została wyczerpana i miała wyczerpanie i miało go wyczerpanie i miało wyczerpanieDo podłączenia. Nanowire jest również postrzegane jako kluczowy rozwój samochodów elektrycznych, ponieważ ma znacznie szybsze prędkości ładowania zarówno ze względu na zwiększoną powierzchnię samych nanodrutów, jak i ze względu na zastosowanie krzemu w jego strukturze chemicznej.

Zasady baterii Nanowire ułatwiły podobne badania w Sandia National Laboratories w USA w 2010 r., Gdzie stosowana jest anoda nanoprzewodowa krzemowa utworzona przez tylko jeden nanoprzewód.Ten nanoprzewód ma 100 nanometrów szerokości lub około szerokości przeciętnych ludzkich czerwonych krwinek i około 10 000 nanometrów długości lub 0,01 milimetrów.Celem tej baterii, która jest wykonana z transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM), jest dalsze zbadanie możliwości tej technologii.Istnieją również plany, aby służyć jako wyjątkowo małe źródło zasilania implantów medycznych, a także zasilanie innych urządzeń mikroelektronicznych.

Rozwój baterii nanodrut jest postrzegany jako rewolucyjny, choć ma pewne ograniczone wady.Ponieważ powierzchnia połączonych nanodrutów jest znacznie większa niż obszar, jaki ma anodę grafitową w typowej baterii, po okresie kilku faz ładowania nanodruty zaczynają nabierać stałą interfazę elektrolitu (SEI).Jest to rodzaj powłoki chemicznej, która ogranicza bieżącą pojemność anody nanoprzewodowej krzemu.Takie ograniczenie może spowodować szybkie zrzucenie mocy dla baterii nanoprzewodowych w miarę starzenia się, chociaż badania wykazały, że można je praktycznie naładować do 80% pełnych poziomów co najmniej 250 razy, a celem jest osiągnięcie poziomu ładowania3000 razy w produktach komercyjnych.

Badania dotyczące baterii magazynowych na bazie krzemowych trwają od ponad trzydziestu lat.Praktyczne problemy z obrzękiem krzemowym ograniczyły przydatność pomysłu do momentu wynalezienia nanodrutów.Główny badacz projektu na Uniwersytecie Stanforda, dr Yi Cui, udoskonalał baterię nanodrutową od co najmniej 2007 roku. Obecnie postrzegany jest jako zdolny do skalowania do praktycznej masowej produkcji dzięki zastosowaniu nanodrutów węglowych-siliconowych,które nie wymagają wysokich temperatur, aby rosnąć tak jak czysty krzem.