Главная / Батарейка, выдерживающая низкие температуры
14.04.2016 |
|
 Скажем, вам понадобилось построить дрон, способный взлетать на высоту больше тридцати тысяч метров. Проблема в том, что батарея в таком летательном аппарате сядет очень быстро, особенно, если учесть низкие температуры в верхних слоях земной атмосферы. Если попытаться отправить беспилотник на низкую околоземную орбиту, дела пойдут еще хуже.
Батареи используют для выработки энергии химические реакции, а низкие температуры эти реакции замедляют.
В Университета штата Канзас создали батарею, которой не страшен холод.
Команда инженера Гарприта Синга разработала дизайн батареи, похожей на бумагу, при помощи материалов, которые, как правило, не используются в аккумуляторах и электродах, а именно – графена и кремния. Сделать традиционные батарейки с этими материалами сложно из-за таких проблем, как химическо-механическая нестабильность и плохая циклическая эффективность (количество полных циклов зарядки-разрядки, которое может выполнить батарея).
Специалисты Канзасского Университета сконструировали электрод, в котором материал под названием оксикарбид кремния расположен между пластинами химически модифицированного графена. Этот материал был создан при помощи нагревания жидкой смолы до температуры, при которой она разлагается, и ее частицы становятся острыми по форме. В результате получается материал, похожий на бумагу. Ключевая характеристика технологии заключается в том, что в ней не используются традиционные металлы и полимеры.
«Плоский дизайн сильно отличает наше устройство от всех существующих батарей, потому устраняет необходимость в использовании металлической фольги и полимерного клея. И то, и другое, не делают батарею более эффективной», говорит Синг.
Команда Синга устранила эти неактивные элементы и создала легкую и эффективную батарею. Ее циклическая эффективность приближается к ста процентам. Кроме того, устройство по-новому реагирует на низкие температуры.
Пальчиковая литиевая батарейка Energizer начинает терять электроемкость, когда температуры падают ниже 0 градусов Цельсия, и продолжает терять эффективность при снижении температуры. Плоская батарейка Синга держит заряд в 200 миллиампер в час при -15 градусах Цельсия в течение месяца.
Такими батареями можно оборудовать маленькие дроны, которые могут взлетать в верхние слои атмосферы, а также устройства, работающие в условиях экстремально низких температур, например, на полярных станциях, и глубоко под водой. В конечном итоге, такая батарейка может быть использована в космических полетах. Команда работает над увеличением размеров устройств.
|
|
