Πανίσχυρες μπαταρίες, μικροσκοπικό μέγεθος

στις

Υπόσχονται επανάσταση στον «κόσμο» της μπαταρίας, καθώς, παρά το ότι είναι μικροσκοπικού μεγέθους, είναι πανίσχυρες: αποτελούν ίσως τις πιο ισχυρές μπαταρίες στον πλανήτη, και έχουν μέγεθος της τάξης των χιλιοστών. Ωστόσο, μία τέτοια μπαταρία σε smartphone μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βάλει μπροστά την νεκρή μπαταρία ενός αμαξιού, ενώ φορτίζει καταναλωτικές ηλεκτρονικές συσκευές όπως κινητά τηλέφωνα μέσα σε διάστημα μικρότερο του ενός δευτερολέπτου.

panisxures-mpataries-mikroskopiko-megethos

Αποτελούν καρπό της εργασίας ομάδας του University of Illinois (Urbana-Champaign), της οποίας ηγήθηκε ο Ουίλιαμ Π. Κινγκ, καθηγητής μηχανικής επιστήμης και μηχανολογίας. Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο Nature Communications, και, όπως λέει ο Κινγκ, «είναι ένας εντελώς νέος τρόπος να σκέφτεται κανείς για μπαταρίες. Μία μπαταρία μπορεί να αποδώσει πολύ περισσότερη ενέργεια από ό,τι πίστεψε ποτέ κανείς. Τις τελευταίες δεκαετίες, τα ηλεκτρονικά έχουν συρρικνωθεί. Τα ʽσκεπτόμεναʼ τμήματα των υπολογιστών έχουν συρρικνωθεί. Και η μπαταρία έμεινε πίσω. Αυτή είναι μία μικροτεχνολογία που μπορεί να το αλλάξει αυτό. Τώρα η πηγή ενέργειας είναι τόσο υψηλών επιδόσεων, όσο και τα υπόλοιπα».

Όσον αφορά τις πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται στις ηλεκτρονικές συσκευές, πάντοτε υπήρχε ένας «συμβιβασμός», μεταξύ «ισχύος» (όταν απαιτείται «δύναμη» από τη συσκευή) και «ενέργειας» (όταν μία συσκευή πρέπει να μπορεί να λειτουργεί για μεγάλα χρονικά διαστήματα). Οι μπαταρίες της ομάδας του Κινγκ μπορούν να παρέχουν τόσο «ισχύ» όσο και «ενέργεια», χάρη στην εσωτερική τρισδιάστατη μικροδομή τους. Ο Κινγκ και ο Τζέημς Πίκουλ, τελειόφοιτος του πανεπιστημίου και πρώτος συντάκτης του σχετικού paper, βασίστηκαν σε μία πρωτοποριακή σχεδιαστική μέθοδο καθόδου από την ομάδα του καθηγητή Πωλ Μπράουν για να κατασκευάσουν μία αντίστοιχη άνοδο. Στη συνέχεια, συνδύασαν τα δύο στοιχεία σε μικροκλίμακα, κατασκευάζοντας μία πλήρη μπαταρία, με ανώτερες επιδόσεις.

Μπαταρίες τέτοιας τεχνολογίας θα μπορούσαν να επιτρέψουν σε αισθητήρες ή ραδιοσήματα να εκπέμψουν 30 φορές πιο μακριά, ή σμίκρυνση του μεγέθους των ηλεκτρονικών συσκευών της τάξης του 30x. Οι μπαταρίες είναι επαναφορτιζόμενες, ενώ μπορούν να φορτίζουν 1.000 φορές γρηγορότερα σε σχέση με άλλες, ανταγωνιστικές τεχνολογίες (ενδεικτικά, θεωρείται πως η φόρτιση ενός τηλεφώνου χρειάζεται κάτι λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο). Πέρα από τις καταναλωτικές συσκευές, οι δυνατότητες που ανοίγουν σε διάφορους τομείς όπως τα λέιζερ, η ιατρική και γενικότερα κάθε είδους τεχνολογία που απαιτεί πηγές ενέργειας είναι άπειρες.

«Κάθε είδος ηλεκτρονικής συσκευής περιοριζόταν από το μέγεθος της μπαταρίας- μέχρι τώρα. Σκεφτείτε προσωπικές ιατρικές συσκευές και εμφυτεύματα, όπου η μπαταρία είναι ένα ογκώδες ʽτούβλοʼ, που συνδέεται μέσω ευαίσθητων ηλεκτρονικών και μικροσκοπικών καλωδίων. Τώρα η μπαταρία είναι επίσης μικροσκοπική» λέει σχετικά ο Κινγκ.

Η έρευνα υποστηρίχθηκε από το National Science Foundation και το γραφείο επιστημονικής έρευνας της πολεμικής αεροπορίας των ΗΠΑ.

Πηγή

Advertisements