Co je nanowire baterie?

Nanowire baterie je forma baterie chemických skladování založená na lithium-iontové baterii, poprvé vyvinutá v roce 2007 na Stanford University v USA. Stále prochází zdokonalením od roku 2011, s prodejem veřejnosti naplánované na rok 2012. Technologie využívá řadu mnoha připojených křemíkových nanowire v miliarně měřítku metru, která se nachází na negativním napěťovém konci baterie. This advancement in materials science has increased storage density from 8 to 10 times over that of conventional lithium-ion batteries, which would make something like a rechargeable camera, cell phone, or laptop battery last 8 to 10 times longer before it was depleted and had to be plugged in. The nanowire battery is also seen as a key development for electric cars, as it has much faster charge rates both because of the increased surface area of ​​the nanowires themselves and due to the use křemíku v jeho chemické struktuře.

Zásady nanowire baterie usnadnily podobný výzkum v Sandia National Laboratories v USA od roku 2010, kde se používá anoda křemíku nanowire tvořená pouze jedním nanowire. Tento nanowire je široký 100 nanometrů nebo asi šířku průměrné lidské červené krvinky a asi 10 000 nanometrů dlouhých, nebo 0,01 milimetrů. Účelem této baterie, která je vyrobena z přenosového elektronového mikroskopu (TEM), je dále zkoumat schopnosti technologie. Existují také plány, aby sloužila jako extrémně malý zdroj energie pro lékařské implantáty a také napájení jiných mikroelektronických zařízení.

Vývoj baterie nanowire je považován za revoluční, i když má některé omezené nevýhody. Vzhledem k tomu, že povrchová plocha kombinovaných nanowires je mnohem větší než oblast, kterou má grafitová anoda v typické baterii, po období několika dobíjecích fází, nanočástice začínají získávat pevné elektrické elektrárnyLyte Interphase (SEI). Jedná se o typ chemického povlaku, který omezuje proudovou nosnost anody křemíkového nanowire. Takové omezení by mohlo vést k rychlému poklesu energie pro nanowire baterii, jak stárne, ačkoli výzkum ukázal, že je může být prakticky nabití na 80% plné úrovně nejméně 250krát a cílem je dosáhnout úrovně dobíjení 3 000krát v produktech komerčního sektoru.

Výzkum skladovacích baterií na bázi křemíku trvá více než třicet let. Praktické problémy s otokem křemíku omezily užitečnost myšlenky, dokud nebyly vynalezeny nanowire. Hlavní výzkumný pracovník na projektu na Stanfordské univerzitě, Dr. Yi Cui, zdokonaluje nanowirovou baterii od roku 2007. Nyní je považován za schopný škálovat na praktickou úroveň výroby hromadné výroby pomocí nanočástic uhlíkového siliconu, které nevyžadují vysoké teploty, aby rostly jako čistý křemík.