Kujutage ette akut, mida saaks aastakümneteks laadida. Aku eluea vähenemise tõttu pole mobiiltelefonidest enam lahti saada. Enam pole liitiumioonakudega täidetud prügilaid.
Tänu Irvine'is asuva California ülikooli teadlaste tööle on see üks samm reaalsusele lähemal.
Avastus, mis võib viia ülipika elueaga akudeni, leidis aset serendipity. Teadlaste meeskond, mida juhtis ülikooli keemiaosakonna juhataja Reginald Penner, oli uurinud nanojuhtmeid, pisikesi juhtivaid juhtmeid, mis näitavad akude kasutamisel suuri lubadusi. Probleem on selles, et nanojuhtmed on habras ja hakkavad pärast teatud arvu laadimistsüklite möödumist hõõruma ja pragunema.
Ühel päeval otsustas Penneri laboratooriumi doktorant Mya Le Thai kaptenis kaptenil nanojuhtme komplekti ümbritsev vedel elektrolüüt geelvariandiga ümber vahetada.
“Ta hakkas neid geelkondensaatoreid tsüklima ja just siis saime üllatuse osaliseks, ” meenutab Penner. "Ta ütles:" See asi on käinud 10 000 jalgrattaga ja see jätkub. " Ta tuli tagasi mõni päev hiljem ja ütles, et "see on juba 30 000 jalgrattaga sõitnud". See kestis kuu aega. "
Meeskond taipas, et neil oli midagi erilist käes. Ehkki nad pole endiselt kindlad, miks tundub, et geelelektrolüüdi kasutamine hoiab nanovoo juhtmeid lagunemas, on neil hüpotees. Geel on Penneri selgitusel umbes sama paks kui maapähklivõi. Nanojuhtmed, mis on juustest sada korda õhemad ja mis on valmistatud mangaanoksiidist, on 80 protsenti poorsed. Aja jooksul imbub paks geel aeglaselt nanojuhtmete pooridesse ja muudab need pehmemaks. See pehmus vähendab nende haprust.
"Pärast 5000 tsüklit tavalise vedelikuga hakkavad [nanovõlad] purunema, " ütleb Penner. “Ja siis hakkavad nad maha kukkuma. Ükski neist geelis ei toimu. ”
Praegu töötab meeskond selle hüpoteesi kontrollimiseks. Kui see on õige, jätkavad nad katsetamist erinevat tüüpi materjalide ja geelidega, et näha, mis kõige paremini töötab. Kui töö peaks kinni jääma, võiksid geeliga mähitud nanojuhtmed lõpuks olla eriti kauakestvate akude komponent. Penner tõdeb, et see on tõenäoliselt mitu aastat teel, ehkki ta on välja andnud kõnesid oma labori loomisest huvitatud ettevõtetelt.
„Suur pilt on see, et võib-olla on väga lihtne viis stabiliseerida seda tüüpi nanojuhtmeid, mida me uurisime, “ ütleb Penner. "Kui see osutub üldiselt tõeks, oleks see kogukonna jaoks suur edasiminek."
Kuna enamiku olmeelektroonika kasutusiga on lisaks aku tööeale piiratud ka muude teguritega, võib kümmekond või kaks aastat kestev aku hõlpsalt ületada selle võimelise seadme.
"Kui saaksite liitiumioonakust 100 000 tsüklit, võib see tähendada, et te ei pea kunagi neist kahte ostma, " ütleb Penner. "Me räägime 20-aastasest elust, võib-olla isegi pikemast."
