Традиционные батареи требуют редких металлов и сложных производственных процессов. Что произойдет, если мы попытаемся упростить? Этот вопрос задала себе команда исследователей, разрабатывая экологическую батарею, в которой используются только вода и глина. Предварительные результаты многообещающие и открывают новые перспективы (и не только для использования на Земле). Сейчас я тебе все расскажу.
Как работает экологическая батарея
Принцип работы отличается от обычных аккумуляторов. Вместо использования металлов в качестве электродов и раствора литиевой соли эта экологически чистая батарея основана на двух электродах. графен (опять он!) погружают в раствор воды и глины. Настоящая инновация заключается в структуре глины. Его слои содержат крошечные микроскопические каналы толщиной всего один нанометр. Когда эти каналы заполняются очищенной водой, жидкость ведет себя потрясающе.
Вода, заключенная в таких узких пространствах, становится «активной жидкостью», позволяющей разделять противоположные заряды при движении частиц между двумя электродами. Именно этот механизм позволяет аккумулятору хранить энергию.
Производительность превосходит ожидания
Испытания показали замечательные результаты. Экологическая батарея Он производит до 1,6 вольт энергии и может полностью заряжаться и разряжаться в течение 60.000 XNUMX циклов без потери эффективности. Меня особенно поразил тот факт, что эти результаты были получены с использованием таких простых и распространенных материалов. Выбор использования базовых компонентов не случаен: исследователи намеренно упростили конструкцию, чтобы сделать ее максимально универсальной.
Экологическая батарея, перспективы освоения космоса
Простота конструкции открывает интересные сценарии применения в экстремальных условиях, например в космосе. Команда уже проанализировала типы глины, присутствующие на Марсе, и определила некоторые варианты, совместимые с конструкцией батареи. Возможность создания экологических батарей с использованием материалов, найденных на Марсе, представляет собой значительное преимущество для будущих миссий человека на Красную планету. Это избавило бы от необходимости транспортировать тяжелые батареи с Земли.
Исследователи уже провели подробный анализ типов глины, присутствующей на Марсе, определив несколько жизнеспособных вариантов изготовления этих батарей. Все технические подробности опубликованы. в исследовании ArXiv. Инновационный подход этого исследования демонстрирует, как наиболее эффективные решения могут быть получены из простых и распространенных материалов.
За пределами обычных батарей
Это не единственная инновация в области аккумуляторов. Другие технологические достижения привели к разработке всех видов батарей, даже бумажные способен гнуться и принимать любую форму. Сочетание этих разработок предполагает, что будущее аккумуляторов может сильно отличаться от того, каким мы его знаем сегодня. Устойчивость и адаптируемость, по-видимому, являются ключевыми характеристиками для следующих поколений устройств хранения энергии.
Путь к более экологичным батареям еще долгий, но это исследование показывает, что решения могут быть проще, чем мы думаем. Иногда природа уже дает нам необходимые инструменты.
