Развитие индустрии мобильных устройств и процесс стабильного роста рынка электромобилей и гибридных автомашин держат производителей аккумуляторов в постоянном напряжении. Поиском инновационных решений, которые способны улучшить технические характеристики или снизить стоимость батарей, занимаются множество групп по всему миру; одна из них, представляющая Университет Райса (США), недавно объявила о создании уникального материала для производства электродов литий-ионных аккумуляторов, сочетающего высокую емкость с отличными проводящими свойствами.

Создание коаксиальной конструкции. Сначала в матрицу вводятся оксидные трубки, затем путем химического осаждения из паровой фазы внутрь «вставляются» нанотрубки, снизу подводится золотая пленка, а матрица удаляется (иллюстрация из журнала Nano Letters).

В основе разработанного учеными гибридного материала лежит идея объединения свойств нанотрубок и оксида марганца (IV). В статье, готовящейся сейчас к публикации в журнале Nano Letters, исследователи сообщают о том, что им удалось построить из этих двух составляющих структуру, напоминающую коаксиальный кабель: роль внешней изоляции выполняет оксид, а в центре находится нанотрубка, обладающая прекрасной электропроводностью. В результате был получен материал, способный весьма эффективно запасать и передавать значительную по величине энергию. Как ожидают ученые, допустимое количество циклов заряда/разряда для батарей, использующих подобные электроды, будет заметно увеличено; их емкость также должна подняться, хотя и не столь сильно.

«Вопросы совместного применения двух использованных нами материалов изучаются весьма интенсивно, но мы показали, что ключом к улучшению характеристик электродов является именно коаксиальное расположение нанотрубки и пленки оксида», — с гордостью отмечает Пуликел Аджаян (Pulickel Ajayan), возглавивший исследования. По словам ученых, с помощью созданных ими конструкций можно также повысить эксплуатационные качества электролитических конденсаторов и топливных элементов.

В настоящий момент исследователи экспериментируют с различными конфигурациями нанотрубок, модифицируя конструкцию с целью определения наиболее эффективного ее варианта.

Подготовлено по материалам PhysOrg.

Каждый день слушайте итоговый подкаст Свободного Радио «Компьюлента»!