Як би ви хотіли повністю зарядити батарею свого смартфона за одну хвилину? Це було б дуже круто, і це дозволило б виробникам смартфонів не використовувати батареї меншої ємності всередині телефонів. Це залишило б більше місця всередині цих пристроїв для додавання компонентів, необхідних для покращення обчислювальних можливостей та передачі даних. Згідно з новим дослідженням, опублікованим у Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), передова технологія, винайдена в Університеті Колорадо, може дозволити телефонам заряджатися до 100% всього за 60 секунд.
Нова технологія базується на русі іонів через суперконденсатори. Іон – це атом, який має чистий позитивний заряд, а суперконденсатор використовується для зберігання енергії під час циклів заряджання та розряджання з високою силою струму та короткою тривалістю. У прес-релізі (через BGR) дослідник Анкур Гупта (Ankur Gupta) виявив, що якщо змусити іони рухатися більш ефективно, зарядка і вивільнення енергії відбуватиметься швидше, дозволяючи комірці всередині вашого телефону перейти від 0% до 100% за одну хвилину або менше.
Гупта зазначає, що хоча деякі з цих методів використовувалися для вивчення потоку в пористих матеріалах, таких як нафтові резервуари та фільтрація води, вони не були повністю вивчені для систем зберігання енергії. “Враховуючи критичну роль енергії в майбутньому планети, я відчув натхнення застосувати свої знання з хімічної інженерії для вдосконалення пристроїв зберігання енергії, – каже Гупта. “Мені здавалося, що ця тема була дещо недослідженою, а отже, це була ідеальна можливість”.
Гупта додає: “Основна привабливість суперконденсаторів полягає в їхній швидкості. Тож як ми можемо пришвидшити їхню зарядку та вивільнення енергії? За рахунок більш ефективного руху іонів”. Одне з найважливіших відкриттів дослідників показало, що іони рухаються інакше, ніж електрони, на перетинах крихітних нанорозмірних пор. Дослідження також показало, що рух іонів відрізняється від того, що очікувалося за законом Кірхгофа. Останній використовується для визначення сили струму в електричних ланцюгах з 1845 року.
Завдяки цьому дослідженню рух іонів у складній мережі з тисяч взаємопов’язаних пор можна змоделювати і передбачити всього за кілька хвилин. Гупта каже: “Це прорив у нашій роботі. Ми знайшли відсутню ланку”.
Невідомо, скільки часу знадобиться для того, щоб це дослідження в лабораторії перетворилося на технологію, яку можна буде знайти у вашому телефоні. Але ідея можливості миттєво заряджати батарею телефону повинна допомогти просунути дослідження вперед.
