Новые батареи для мобильных устройств можно заряжать за считанные секунды

Новые батареи для мобильных устройств можно заряжать за считанные секунды

Учёные из Университета Центральной Флориды (UCF) создали экспериментальную суперконденсаторную батарею, которая работает как новая даже после 30 тысяч перезарядок. Эта исследовательская работа позволит создать высокоёмкостную быстрозаряжаемую батарею, срок использования которой в 20 раз дольше, чем у обычных литий-ионных элементов. «Можно будет заряжать свой мобильный телефон всего за несколько секунд, и этой зарядки будет хватать на неделю работы телефона», —  говорит научный сотрудник UCF Нитин Чаудхари.

Суперконденсаторы заряжаются очень быстро, потому что они статически накапливают электричество на поверхности материала, а не с помощью химических реакций, как в аккумуляторах. Для этого требуется листы из «двумерных» материалов с большими площадями поверхности, которые могут вместить большое количество электронов. В научно-исследовательских разработках главным образом используют в качестве двумерного материала графен.

Однако, по словам учёных из UCF, интегрировать графен с другими материалами, применяемыми в суперконденсаторах, довольно сложно. Поэтому они использовали 2D металлические материалы (TMD) толщиной всего несколько атомов для обертывания высокопроводимой 1D нанопроволоки, что позволяет электронам быстро переходить от ядра к оболочке. Это даёт возможность изготавливать достаточно простым способом быстрозаряжаемый материал с высокой энергоёмкостью и высокой плотностью энерговыделения. «Мы разработали простой процесс химического синтеза, который позволяет хорошо интегрировать имеющиеся материалы с двумерными материалами», — говорит исследователь Юнг.

Разработка находится на начальном этапе, и поэтому рано говорить о промышленном внедрении технологии, но перспективы выглядят многообещающими. «Наша разработка превосходит используемые сегодня в небольших электронных устройствах материалы по таким показателям, как энергоёмкость, плотность энерговыделения и циклическая стабильность», — сказал Чаудхари.

Юнг называет это исследование экспериментальной проверкой выдвинутой концепции, и сейчас команда учёных собирается запатентовать своё изобретение. При налаживании серийного производства можно будет использовать в мобильных устройствах новые (невзрывоопасные) элементы питания с длительным сроком службы, которые будут заряжаться за считанные секунды.