Легше за перо і міцніше за сталь: нанотрубки збережуть утричі більше енергії, ніж літієві батареї

Вчені з Центру передових сенсорних технологій (CAST), виявили, що скручування вуглецевих нанотрубок підвищує ефективність зберігання енергії, ніж стандартні літій-іонні батареї. Про нову технологію розповіло видання Nature Nanotechnology.

Дослідження допоможе в розробці імплантатів і датчиків нового покоління, які будуть легкими, компактними і, що більш важливо, безпечними.

Вуглецеві нанотрубки являють собою структури нанометрового розміру, що складаються з одного шару атомів вуглецю (графена). Ця речовина дуже легка, але міцніша за сталь. Дослідники зробили з нанотрубок мотузки, витягнули їх і скрутили в одну нитку, яку додатково покрили різними речовинами для підвищення міцності та гнучкості.

Щоб визначити, скільки енергії виділиться, якщо ці мотузки скрутити, а потім розмотати, вчені провели кілька експериментів і порівняли вихідну енергію з кількома матеріалами. Вони виявили, що їхні скручені вуглецеві нанотрубки можуть утримувати в 15 000 разів більше енергії, ніж сталеві пружини на одиницю маси.

Карбонові нанотрубки продемонстрували щільність зберігання енергії в 3 рази вищу, ніж у стандартної літій-іонної батареї. На відміну від змінних характеристик, які літій-іонні акумулятори забезпечують за різних робочих температур, скручені вуглецеві нанотрубки показали стабільне збереження енергії в широкому діапазоні температур від -60 до +100 градусів Цельсія.

Оскільки технологія за своїм підходом більш механічна, а не електрохімічна, вона підходить для таких пристроїв, як імплантати.

Наразі команда працює над прототипом датчика, який дасть змогу протестувати скручені вуглецеві нанотрубки як джерело енергії.

Раніше ми писали, що батареї працюватимуть довше й ефективніше завдяки особливій системі управління. За допомогою нейрочипа і ШІ, система управління акумуляторами будь-якого пристрою допоможе не тільки продовжити термін служби батареї, а й підвищить її ККД.