Hva er et nanotrådbatteri?

Et nanotrådsbatteri er en form for kjemisk lagringsbatteri basert på litium-ion-batterimodellen, først utviklet i 2007 ved Stanford University i USA. Det gjennomgår fortsatt foredling fra 2011, med salg til publikum som er planlagt i 2012. Teknologien bruker en rekke mange tilkoblede silisiumnanotråder i en milliard-av-en-meter skala, som ligger i den negative spenningsenden av batteriet. Denne fremgangen i materialvitenskap har økt lagringstettheten fra 8 til 10 ganger over konvensjonelle litium-ion-batterier, noe som vil gjøre noe som et oppladbart kamera, mobiltelefon eller bærbar batteri sist 8 til 10 ganger lenger før det ble uttømt og måtte kobles til. Bruken av silisium i den kjemiske strukturen.

Prinsippene bak Nanowire -batteriet har lagt til rette for lignende forskning ved Sandia National Laboratories i USA fra og med 2010, hvor en silisium -nanotire -anode dannet av bare en nanotråd brukes. Denne nanotråden er 100 nanometer bred, eller om bredden på en gjennomsnittlig menneskelig røde blodcelle, og omtrent 10.000 nanometer lange, eller 0,01 millimeter. Hensikten med dette batteriet, som er laget med et transmisjonselektronmikroskop (TEM), er å undersøke teknologiens evner. Det er også planer for at det skal fungere som en ekstremt liten strømkilde for medisinske implantater i tillegg til å drive andre mikroelektroniske enheter.

Utviklingen av nanotrådsbatteriet blir sett på som revolusjonerende, selv om det har noen begrensede ulemper. Siden overflatearealet til de kombinerte nanotrådene er mye større enn området som en grafittanode i et typisk batteri har, etter en periode med flere ladningsfaser, begynner nanotrådene å skaffe seg en solid elektroLyte Interphase (SEI). Dette er en type kjemisk belegg som begrenser den nåværende bæreevnen til silisiumnanotrådets anode. En slik begrensning kan føre til et raskt avfall i kraft for nanotrådsbatteriet når det eldes, selv om forskning har vist at de praktisk talt kan lades til 80% av fulle nivåer minst 250 ganger, og målet er å nå et oppladningsnivå på 3000 ganger i kommersielle sektorprodukter.

Forskning på silisiumbaserte lagringsbatterier har pågått i over tretti år. Praktiske problemer med silisiumhevelsen har begrenset nytten av ideen til nanotrådene ble oppfunnet. Den ledende forskeren på prosjektet ved Stanford University, Dr. Yi Cui, har foredlet nanotrådets batteri siden minst 2007. Det blir nå sett på som å være i stand til å skalere opp til praktiske masseproduksjonsnivåer ved bruk av karbon-silisium nanotråd, som ikke krever høye temperaturer for å vokse som ren silisium.