Літій-іонна батарейка розміром з піщинку - майбутнє нано-електроніки
09.07.2013, 22:48
Протягом останніх декількох років спостерігається тенденція мініатюризації електронних пристроїв. Яскравим прикладом цього є безліч біологічних датчиків. Правда, на даний момент існує одна досить велика проблема, - підсистема живлення. Незважаючи на безліч розробок, еволюції на ринку елементів живлення не відбувалося досить давно. Батареї і раніше залишаються великими і важкими, не кажучи вже про їх недостатню ємності. Групі вчених з Гарвардського університету та університету Іллінойсу в даний час вдалося вирішити одну з проблем: ними створена найменша у світі літій-іонна акумуляторна батарея розміром з крупинку піску.
Таких незначних розмірів їм вдалося домогтися завдяки використанню технології тривимірної нанопечаті. Аноди і катоди виготовлені з двох типів спеціальних електрохімічно активних чорнила, видавлюється через сопло нанопринтер, діаметр якого менше, ніж діаметр людської волосини. Чорнила, використовувані для створення анодів, містять наночастинки з літій-металевого оксиду, в той час як наночастинки такого з'єднання присутні в чорнилі, використовуваних для виготовлення катодів.
Обидва компоненти створювалися шляхом нанесення послідовних шарів бистрозатвердевающую чорнила. В результаті аноди і катоди, що не стикаючись розташувалися обличчям один до одного (як зубці двох гребінців). Дана конструкція була укладена в захисну капсулу з полімерного матеріалу, а внутрішня порожнина заповнена розчином рідкого електроліту.
Після проведення ряду тестів вчені з'ясували ємність, час повного заряду-розряду та інші характеристики наноаккумулятора. Дослідники заявили, що «електрохімічні характеристики даних батарей співставні з властивостями комерційних образів літій-іонних акумуляторних батарей з точки зору часу заряду-розряду, життєвого циклу і кількості накопиченої енергії». Раніше для живлення мініатюрних електронних пристроїв використовувалися тонкоплівкові акумуляторні батареї. За словами професора Дженніфер Льюїс з Гарвардського університету, створені ними за допомогою технології 3D-друку батареї перевершують тонкоплівкові аналоги відразу за кількома параметрами.
