Ленты, изготовленные из оксида ванадия с графеновым покрытием, могут резко ускорить развитие литий-ионных элементов питания. Новые батареи можно будет использовать в качестве источников энергии для электромобилей, а также множества других областей применения, в том числе и портативной электронике.
Уже очень длительное время исследователи из крупных мировых лабораторий не оставляют попыток улучшить характеристики литий-ионных батарей за счет применения новейших материалов. На этот раз успехов добился Пуликель Аджайян (Pulickel Ajayan), сотрудник лаборатории Университета Райса. В статье, опубликованной в авторитетном журнале Nano Letters, была описана возможность создания новейших катодов для литий-ионных батарей.
Изображение нанолент с графеновым покрытием, сделанное при помощи сканирующего электронного микроскопа
Применение нанолент на основе оксида ванадия, покрытых слоем графена, позволит создавать аккумуляторы с высокой мощностью и высокой плотностью энергии. Произведенные в лаборатории источники энергии способны за очень короткое время накапливать энергию и при необходимости отдавать ее также за очень малый промежуток времени. Процесс заряда/разряда батарей составляет всего двадцать секунд, причем их емкость падает на незначительные 10% после более тысячи циклов.
Итак, свойства аккумуляторных батарей на основе новейших материалов впечатляют. Но для чего исследователям потребовалось использовать гибридную структуру из оксида и графена? Сам по себе оксид ванадия способен запасать достаточно большое количество энергии, но в виду его малой электропроводности процесс ее накопления и отдачи оказывается очень длительным. Графен с его высочайшей проводимостью решает эту проблему, играя роль проводника для электронов и ионов.
Исследователи с оптимизмом смотрят на будущее своей разработки, указывая на великолепные характеристики и возможность создания недорогой технологии изготовления подобных структур. Впрочем, в последнее верится не очень охотно, стоит только вспомнить сложности с получением графена. Истина находится где-то посередине — некоторые идеи и ноу-хау материаловедов наверняка будут использованы для изготовления литий-ионных аккумуляторов нового поколения. Но до этого момента предстоит пройти еще достаточно длительный путь освоения технологии серийного получения гибридных нанолент с графеновым покрытием.
Источник: 3dnews.ru
|
