Pin dây nano là gì?

Một pin dây nano là một dạng pin lưu trữ hóa học dựa trên mô hình pin lithium-ion, lần đầu tiên được phát triển vào năm 2007 tại Đại học Stanford ở Mỹ.Nó vẫn đang được sàng lọc vào năm 2011, với doanh số cho công chúng dự kiến vào năm 2012. Công nghệ này sử dụng một loạt các dây nano silicon được kết nối ở quy mô hàng tỷ mét, nằm ở đầu điện áp âm của pin.Sự tiến bộ trong khoa học vật liệu này đã tăng mật độ lưu trữ từ 8 lên 10 lần so với pin lithium-ion thông thường, sẽ tạo ra một cái gì đó như máy ảnh sạc, điện thoại di động hoặc pin máy tính xách tay kéo dài 8 đến 10 lần trước khi nó bị cạn kiệt vàđược cắm vào. Pin dây nano cũng được coi là một sự phát triển chính cho xe điện, vì nó có tốc độ điện tích nhanh hơn nhiều vì diện tích bề mặt tăng lên của chính các dây nano và do sử dụng silicon trong cấu trúc hóa học của nó.Các nguyên tắc đằng sau pin dây nano đã tạo điều kiện cho nghiên cứu tương tự tại các phòng thí nghiệm quốc gia Sandia ở Mỹ vào năm 2010, nơi một cực dương dây nano silicon được hình thành bởi chỉ sử dụng một dây nano.Cây dây nano này rộng 100 nanomet, hoặc về chiều rộng của một tế bào hồng cầu trung bình của con người và dài khoảng 10.000 nanomet, hoặc 0,01 mm.Mục đích của pin này, được làm bằng kính hiển vi điện tử truyền tải (TEM), là nghiên cứu thêm các khả năng của công nghệ.Ngoài ra còn có kế hoạch cho nó là một nguồn năng lượng cực kỳ nhỏ cho cấy ghép y tế cũng như cung cấp năng lượng cho các thiết bị vi điện tử khác. Sự phát triển của pin nano được coi là cách mạng, mặc dù nó có một số nhược điểm hạn chế.Do diện tích bề mặt của các dây nano kết hợp lớn hơn nhiều so với diện tích một cực dương than chì trong một pin điển hình, sau một thời gian của một số pha sạc, các dây nano bắt đầu có được một chất điện phân rắn (SEI).Đây là một loại lớp phủ hóa học hạn chế khả năng mang theo hiện tại của cực dương dây nano silicon.Một hạn chế như vậy có thể dẫn đến việc giảm điện nhanh cho pin nano khi nó giàtrong số 3.000 lần trong các sản phẩm của khu vực thương mại. Nghiên cứu về pin lưu trữ dựa trên silicon đã diễn ra trong hơn ba mươi năm.Các vấn đề thực tế với sưng silicon đã hạn chế tính hữu ích của ý tưởng cho đến khi các dây nano được phát minh.Nhà nghiên cứu chính trong dự án tại Đại học Stanford, Tiến sĩ Yi Cui, đã tinh chỉnh pin nano từ ít nhất năm 2007. Hiện tại nó được coi là có khả năng mở rộng mức sản xuất hàng loạt thực tế bằng cách sử dụng các dây nano carbon-silicon,mà không yêu cầu nhiệt độ cao phát triển như silicon tinh khiết.