Создано устройство для накопления энергии на основе нанопровода

8 августа 2011 в 12:00

Создано устройство для накопления энергии на основе нанопровода

В лаборатории Университета Райса (США) сконструировано устройство накопления энергии, которое имеет минимально возможные размеры.

Проект создания миниатюрного электрохимического устройства стартовал несколько лет назад. В декабре прошлого года его участники представили первый рабочий образец литий-ионного аккумулятора, у которого никель-оловянный анод и электролит, выполненный из полиметилметакрилата, компоновались в виде нанопровода. При изготовлении такого аккумулятора нанопровода из Ni-Sn выращивались с помощью электроосаждения в специальной пористой матрице из оксида алюминия, после чего диаметр пор увеличивали, обрабатывая их гидроксидом натрия. В появлявшиеся между оксидом алюминия и нанопроводами зазоры проникал полиметилметакрилат, создавая ровную и плотную оболочку.

Анод и электролит, таким образом, упаковывались вместе, но катод не был интегрирован в наноструктуру. Учёные нашли решение этой проблемы, и в новом варианте устройства катод также становится одним из элементов составного нанопровода.

За прошедшее с начала декабря время методика практически не изменилась: всё начиналось с матрицы из оксида алюминия с порами диаметром 200 нм, выращивания никель-оловянных нанопроводов и расширения пор. Однако роль электролита и разделителя играл уже не полиметилметакрилат, а полиэтиленоксид (PEO); свободное пространство, оставшееся в порах после нанесения этого слоя, занимала «катодная» смесь полианилина, поливинилденфторида и технического углерода, приготовленная в диметилформамиде. Затем массив нанопроводов, сочетавших в себе анод, электролит и катод, высушивался, покрывался 200-нанометровым слоем алюминия (токосборника), и всю матрицу обрабатывали раствором гексафторфосфата лития LiPF6, чтобы дать возможность ионам лития занять свои места в слое РЕО.

Высота готовой «батареи» наноразмерных устройств составляла около 50 мкм. В опытах массивы продемонстрировали обратимую ёмкость в ~3 мкА ч/см2 при токе в 0,03 мА/см2; к сожалению, их характеристики ухудшались уже после нескольких циклов заряда и разряда. В ближайшие месяцы авторы будут оптимизировать технологию, варьируя геометрические параметры устройств — к примеру, длину электродов и толщину полимерного разделителя.

Последние публикации
Комментарии 2
 

Комментарий проверяется

Текст комментария будет виден после проверки администратором.

 

Комментарий проверяется

Текст комментария будет виден после проверки администратором.

 
Написать комментарий
Можно не указывать
На этот адрес будет отправлен ответ. Адрес не будет показан на сайте
*Обязательное поле
Последние комментарии