В Стэнфордском университете сумели ускорить работу никель-железного аккумулятора с помощью графена и углеродных нанотрубок и надеются в будущем приспособить его для электромобилей. Никель, железо, углерод, вода и щелочь — относительно дешевые материалы, к тому же такая батарея никогда не взорвется.

Физики из Стэнфордского университета (США) усовершенствовали никель-железную батарею, изобретенную Томасом Эдисоном более ста лет назад, ускорив ее работу в тысячу раз при помощи графена и углеродных нанотрубок, сообщает РИА «Новости» со ссылкой на статью, опубликованную в журнале Nature Communications.

Как полагают исследователи, данные источники питания могут быть использованы для военных целей или в качестве вспомогательных аккумуляторов в автомобилях — быстрые разрядка и зарядка никель-железных батарей помогут ускорить движение при акселерации и запасти больше энергии при торможении.
Батарея Эдисона очень долговечна, но у нее есть несколько существенных недостатков. Такие устройства заряжаются в течение многих часов, и разряжаются примерно так же медленно.
«Мы ее сделали действительно быстрой, ускорив скорость заряда и разряда примерно в тысячу раз. Я надеюсь, что это «воскресит» данный тип аккумуляторов», — заявил руководитель группы исследователей Хун-цзе Дай.
Дай и его коллеги изучали, как меняются электрохимические свойства никель-железных аккумуляторов при добавлении в их состав различных веществ, ускоряющих миграцию электронов внутри источника питания. В качестве таких материалов физики избрали многослойные углеродные нанотрубки и графен — по сути, плоские и цилиндрические решетки из атомов углерода, великолепно проводящие электрический ток.
Ученые использовали листы графена и скопления нанотрубок в качестве основы, на которой выращивались кристаллы двух рабочих компонентов батареи — оксида железа и гидроксида никеля.
Ученые собрали рабочий прототип батареи на основе этой технологии и испытали его в деле, вставив источник питания в обычный карманный фонарик. По словам исследователей, небольшой источник питания поддерживал свет фонарика в течение 30 секунд до полной разрядки и был готов к повторному использованию после двух минут зарядки. И эта технология безусловно поддается «масштабированию», т.е. в одной батарее можно будет соединить множество таких аккумуляторов.
«Никель, железо и углерод — относительно дешевые материалы. Электролит — смесь воды и щелочи — также дешевы и безопасны. Данная батарейка не взорвется и не уничтожит вашу машину», — поясняет другой участник исследования Хайлян Ван.
Тем не менее, для реализации этих планов ученым предстоит решить ключевую проблему — быструю потерю емкости при циклах заряда и разряда. По расчетам ученых, их устройство теряет до 20% емкости после 800 циклов, чего явно недостаточно для использования подобных аккумуляторов в электромобилях и других устройствах.