Ένα είναι το κοινό αίτημα που ενώνει όλους τους χρήστες κινητών , και ιδιαιτέρως των smartphones: Μεγαλύτερη διάρκεια ζωής της μπαταρίας!
Συνέπεια αυτής της απαίτησης ήταν η ανάπτυξη βιομηχανίας που παράγει ανταλλακτικά, ασύρματες θήκες φόρτισης, μικρά καλώδια τροφοδοσίας και άλλα πολλά. Η παρούσα κατάσταση όμως αναμένεται να αλλάξει με την ανακοίνωση ερευνητών ότι πέτυχαν το Holy Grail(στα ελληνικά «Άγιο Δισκοπότηρο») στο σχεδιασμό των μπαταριών.
Σε ένα έγγραφο που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Nanotechnology , ερευνητές στο πανεπιστήμιο του Stanford αναφέρουν ότι έχουν σχεδιάσει μια καθαρή άνοδο λιθίου που έχει τη δυνατότητα να αυξήσει την δυναμικότητα της υπάρχουσας τεχνολογίας μπαταριών έως 400%.
“Από όλα τα υλικά που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε μια άνοδο, το λίθιο έχει τις μεγαλύτερες δυνατότητες”, δήλωσε ο Yi Cui, καθηγητής Επιστήμης Υλικών και Μηχανικής και επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας του Stanford. «Κάποιοι το αποκαλούν το Άγιο Δισκοπότηρο. Είναι πολύ ελαφρύ και έχει την υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα. Παίρνεις περισσότερη ενέργεια ανά όγκο και βάρος, οδηγώντας σε ελαφρύτερες και μικρότερες μπαταρίες με περισσότερη δύναμη. ”
Αυτό που οι ερευνητές του Stanford ισχυρίζονται ότι έχουν επιτύχει είναι μια καθαρή άνοδος λιθίου της μπαταρίας, η οποία δεν επεκτείνεται και έχει βελτιωσεί δραματικά την αποτελεσματικότητα της φόρτισης.Το αποτέλεσμα είναι μία σταθερή μπαταρία η οποία διατηρεί το 99% της απόδοσης φόρτισης μετά από 150 κύκλους.
Οι ερευνητές το πέτυχαν αυτό οικοδομώντας «νανοσφαίρες» – προστατευτικά στρώματα αλληλοσυνδεόμενων δομών άνθρακα στην κορυφή της καθαρής ανόδου λιθίου.Κάθε στρώμα έχει μία κυψελοειδή δομή η οποία είναι ευέλικτη, ομοιόμορφη και μη αντιδραστική που σταματά τόσο την μεγάλη επέκταση ιόντων λιθίου όσο και την άνοδο αντιδρώντας με το ηλεκτρόδιο.Αξίζει να σημειωθεί ότι η νανόσφαιρα σε κάθε μπαταρία είναι μόλις 20 νανομετρα παχιά – 1/5, 000 το πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας.
Επιπλέον, επειδή η μπαταρία διατηρεί την ίδια βασική λειτουργία ως μια τυπική μπαταρία θα μπορούσε, θεωρητικά, να τοποθετηθεί σε υπάρχουσες ηλεκτρονικές συσκευές, χωρίς καμία τροποποίηση.Συσκευές με αφαιρούμενες μπαταρίες θα μπορούσαν ακόμη και να ανταλλάξουν τις μπαταρίες ιόντων λιθίου με μια καθαρή μπαταρία λιθίου και να αποκτήσουν 3 φορές τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.
Στο μέλλον, οι μπαταρίες θα γίνουν ακόμα μικρότερες (για παράδειγμα, το μισό μέγεθος μιας τωρινής μπαταρίας, αλλά με διπλάσια χωρητικότητα) που επιτρέπει για πάντα λεπτότερες, αλλά μεγαλύτερης διάρκειας συσκευές.
Αλλά δεν βρισκόμαστε εκεί ακόμα. Για να είναι εμπορικά βιώσιμες οι μπαταρίες πρέπει να είναι 99,9% αποτελεσματικές. “Αν και δεν είμαστε ακόμα σε αυτό το 99,9 τοις εκατό του ορίου, όπου πρέπει να είμαστε, είμαστε όμως κοντά, και αυτό είναι μια σημαντική βελτίωση σε σχέση με οποιαδήποτε προηγούμενη μελέτη,” είπε ο Cui. “Με κάποια πρόσθετη μηχανική και νέους ηλεκτρολύτες, πιστεύουμε ότι μπορούμε να πραγματοποιήσουμε μία πρακτική και σταθερή άνοδο λιθίου που θα μπορούσε να τροφοδοτήσει την επόμενη γενιά επαναφορτιζόμενων μπαταριών.”