Φανταστείτε μια μπαταρία που θα μπορούσε να φορτιστεί για δεκαετίες. Όχι άλλο να απαλλαγούμε από τα κινητά τηλέφωνα λόγω της απώλειας της ζωής της μπαταρίας. Δεν υπάρχουν πλέον χώροι υγειονομικής ταφής γεμισμένοι με μπαταρίες ιόντων λιθίου.
Αυτό είναι ένα βήμα πιο κοντά στην πραγματικότητα, χάρη στην εργασία των ερευνητών του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Irvine.
Η ανακάλυψη που θα μπορούσε να οδηγήσει σε μπαταρίες εξαιρετικά μακράς διάρκειας ζωής συνέβη με την αδράνεια. Μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Reginald Penner, πρόεδρο του τμήματος χημείας του πανεπιστημίου, μελετούσε νανοσωλήνες, μικροσκοπικά αγώγιμα καλώδια που δείχνουν μεγάλη υπόσχεση για χρήση σε μπαταρίες. Το πρόβλημα είναι ότι τα νανοσωλήνια είναι εύθραυστα και γενικά αρχίζουν να σπάσουν και να σπάσουν μετά από έναν ορισμένο αριθμό κύκλων φόρτισης.
Μια μέρα, ο Mya Le Thai, υποψήφιος διδάκτορας στο εργαστήριο του Penner, αποφάσισε μια ιδιοτροπία να αλλάξει τον υγρό ηλεκτρολύτη που περιβάλλει το συγκρότημα nanowire με μια έκδοση γέλης.
"Άρχισε να γυρίζει τους πυκνωτές πηκτής, και τότε πήραμε την έκπληξη", θυμάται ο Penner. "Είπε, " αυτό το πράγμα κυκλοφορεί με 10.000 κύκλους και συνεχίζει. " Επέστρεψε λίγες μέρες αργότερα και είπε ότι «κυκλοφορούσε με ποδήλατο για 30.000 κύκλους». Αυτό συνεχίζεται για ένα μήνα. "
Η ομάδα συνειδητοποίησε ότι είχαν κάτι ιδιαίτερο στα χέρια τους. Ενώ δεν είναι ακόμα σίγουροι γιατί η χρήση ενός ηλεκτρολύτη πηκτής φαίνεται να κρατάει τα νανοσωματίδια από το σπάσιμο, έχουν μια υπόθεση. Το τζελ, εξηγεί ο Penner, είναι τόσο παχύς όσο το φυστικοβούτυρο. Τα νανοσωμάτια, τα οποία είναι εκατοντάδες φορές λεπτότερα από τα ανθρώπινα μαλλιά και είναι κατασκευασμένα από οξείδιο του μαγγανίου, είναι 80 τοις εκατό πορώδη. Με την πάροδο του χρόνου, η πυκνή πηκτή βαδίζει αργά στους πόρους των νανοσωματιδίων και τις καθιστά μαλακότερους. Αυτή η απαλότητα μειώνει την ευθραυστότητα τους.
"Μετά από 5.000 κύκλους με φυσιολογικό υγρό, [τα νανοσωματίδια] αρχίζουν να σπάσουν", λέει ο Penner. "Και τότε αρχίζουν να πέφτουν. Κανένα από αυτά δεν συμβαίνει στο πήκτωμα. "
Αυτή τη στιγμή η ομάδα προσπαθεί να δοκιμάσει αυτή την υπόθεση. Εάν είναι σωστό, θα συνεχίσουν να πειραματίζονται με διαφορετικούς τύπους υλικών και πηκτωμάτων για να δουν τι λειτουργεί καλύτερα. Σε περίπτωση που η εργασία παραμείνει, τα περιτυλιγμένα με πηκτές νανοσωματίδια θα μπορούσαν ενδεχομένως να αποτελέσουν συστατικό στοιχείο σε μπαταρίες εξαιρετικής διάρκειας. Αυτό είναι πιθανό αρκετές χρόνια κάτω από το δρόμο, λέει ο Penner, αν και έχει κάνει κλήσεις από εταιρείες που ενδιαφέρονται για τη δημιουργία του εργαστηρίου του.
"Η μεγάλη εικόνα είναι ότι μπορεί να υπάρχει ένας πολύ απλός τρόπος να σταθεροποιηθούν τα νανοσωματίδια του τύπου που μελετήσαμε", λέει ο Penner. "Αν αυτό αποδειχθεί γενικά αληθές, θα ήταν μεγάλη πρόοδος για την κοινότητα".
Δεδομένου ότι τα περισσότερα ηλεκτρονικά οικιακά είδη έχουν διάρκεια ζωής περιορισμένη από παράγοντες εκτός από τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, μια μπαταρία που διαρκεί για μια δεκαετία ή δύο θα μπορούσε εύκολα να ξεπεράσει τη συσκευή που τροφοδοτεί.
"Εάν θα μπορούσατε να πάρετε 100.000 κύκλους από μια μπαταρία ιόντων λιθίου, αυτό θα σήμαινε ότι ποτέ δεν θα πρέπει να αγοράσετε δύο από αυτές", λέει ο Penner. «Μιλάμε για μια ζωή 20 ετών, ίσως και περισσότερο από αυτό».
