Ученые применили «конструкцию» граната с целью увеличения емкости аккумуляторов в 10 раз

Исследователи, работающие в Национальной ускорительной лаборатории SLAC, оператором которой является Стэнфордский университет (Leland Stanford Junior University), обнаружили эффективный способ решения некоторых актуальных проблем, характерных для большинства обладателей аккумуляторных батарей последнего поколения, оборудованных кремниевыми анодами. Батареи такого вида способны обеспечить ровно в 10 раз увеличенную емкость по сравнению с ныне используемыми литиево-ионными аккумуляторами, тем не менее, на сегодняшний день нет возможности осуществлять их использование в коммерческих целях.

Одним из серьезных препятствий для массового применения является особенность кремниевых анодов, заключающаяся в том, что устройства не наделены способностью, переносить регулярные циклы разряда/заряда, а это отрицательно сказывается на долговечности накопителей мощности. Американские разработчики отыскали возможность миновать эту преграду и решили эксплуатировать в процессе конструирования аккумуляторов «структуру плодов гранатового дерева».

Аноды собираются сделать настолько миниатюрными, чтобы это способствовало предотвращению их дальнейшего разрушения. Каждая частица будет размещаться в индивидуальной углеродной оболочке, габариты которой совсем немного превышают размеры стандартной кремниевой частицы. Такое расположение поспособствует ее расширению в процессе зарядки, сообщают обозреватели ресурса SLAC. На следующем этапе создания, отдельные «зерна» группируют в своеобразные кластеры, которые, в свою очередь, покрыты более плотной углеродной оболочкой. В результате структура батареи имеет определенное сходство с мешком, наполненным такого типа плодами гранатового дерева.

Проведенное тестирование показало, что разработанным учеными аккумуляторам удается сохранять емкость в пределах 97% от первоначальной, даже после проведения 1000 циклов зарядки-разрядки. Как бы то ни было, на данный момент неурегулированными остаются еще некоторые вопросы. В частности, имеет место проблема не только результативного упрощения процесса «выращивания» батарей, но и понижения стоимости формирования кремниевых наночастиц.