На зарядку — две секунды

Быстрая зарядка и высокая удельная мощность — конек конденсаторов. Но они вмещают мало энергии. Батареи же обладают отличной емкостью, но не позволяют быстро себя «заправить». Совместить эти два качества удалось американским физикам.

Исследователи из Университета Иллинойса (UIUC) разработали трехмерный катод с наноструктурой, позволяющий химическим батареям принимать и отдавать энергию с колоссальной скоростью. На его основе созданы опытные устройства с литиево-ионным и никель-металлогидридным аккумуляторами, которым удалось «скармливать» ток величиной до 400C и 1000C соответственно. 1C — ток, при котором батарея заряжается за 1 час. Таким образом, при токе 1000C на зарядку нужно в тысячу раз меньше времени.

Необычный электрод исследователи изготовили так. На поверхности-основе выложили решетку из крошечных сфер, упакованных вплотную друг к другу. Пространство между ними заполнили металлом — литием или никелем. Далее сферы растворили. Получилась пористая трехмерная металлическая наноструктура. При помощи электролиза часть металла была удалена, а поры увеличены в размерах. Затем будущий электрод заполнили активным веществом, образовавшим на поверхности пор тонкую пленку, в ней обеспечивалась высокая подвижность ионов, а металл служил для скоростного транспорта электронов.

Такие характеристики позволят создать импульсные лазеры и дефибрилляторы, которым не требуется передышки на накопление энергии для очередного «выстрела». А электромобили смогут отправляться в дальние поездки: зарядка на ближайшей станции займет не больше пяти минут. Кроме того, ученые прогнозируют изобретение мобильников, способных заряжаться за секунды. Появление такой разработки на рынке в виде готовой продукции планируется в течение 2—3 лет.