Se for deg et batteri som kan lades i flere tiår. Ikke mer å kvitte seg med mobiltelefoner på grunn av avtagende batterilevetid. Ingen flere deponier fylt med litiumionbatterier.
Dette er ett skritt nærmere virkeligheten, takket være arbeid fra forskere fra University of California i Irvine.
Oppdagelsen som kan føre til batterier med ekstremt lang levetid skjedde av serendipity. Et team av forskere ledet av Reginald Penner, leder av universitetets kjemi-avdeling, hadde studert nanotråd, bittesmå ledende ledninger som viser store løfter om bruk i batterier. Problemet er at nanotrådene er skjøre og begynner generelt å flasse og sprekke etter et visst antall ladesykluser.
En dag bestemte Mya Le Thai, en doktorgradskandidat i Penners laboratorium, seg for et innfall for å bytte den flytende elektrolytten som omgir nanowire-enheten med en gelversjon.
"Hun begynte å sykle disse gelkondensatorene, og det var da vi overrasket oss, " husker Penner. "Hun sa, 'denne tingen har syklet 10.000 sykler, og den fortsetter fortsatt.' Hun kom tilbake noen dager senere og sa 'det har syklet i 30 000 sykler.' Det fortsatte i en måned. ”
Teamet skjønte at de hadde noe spesielt på hendene. Selv om de fremdeles ikke er sikre på at bruk av en gelelektrolytt ser ut til å hindre nanotrådene i å bryte sammen, har de en hypotese. Gelen, forklarer Penner, er omtrent like tykk som peanøttsmør. Nanotrådene, som er hundrevis av ganger tynnere enn menneskehår og laget av manganoksid, er 80 prosent porøse. Over tid siver den tykke gelen sakte ned i porene i nanotrådene og gjør dem mykere. Denne mykheten reduserer deres skjørhet.
"Etter 5000 sykluser med normal væske, [nanotrådene] begynner å bryte, " sier Penner. “Og så begynner de å falle av. Ingenting av det skjer i gelen. ”
Akkurat nå jobber teamet for å teste denne hypotesen. Hvis det er riktig, vil de fortsette å eksperimentere med forskjellige typer materialer og geler for å se hva som fungerer best. Skulle arbeidet holde igjen, kan de gelpakkede nanotrådene til slutt være en komponent i ekstremt langvarige batterier. Dette er sannsynligvis flere år nede i veien, sier Penner, selv om han har felt samtaler fra selskaper som er interessert i etableringen av laboratoriet.
"Det store bildet er at det kan være en veldig enkel måte å stabilisere nanotråd av den typen vi studerte, " sier Penner. "Hvis dette viser seg å være generelt sant, ville det være et stort fremskritt for samfunnet."
Siden de fleste husholdningselektronikk har levetid som er begrenset av faktorer i tillegg til batterilevetid, kan et batteri som varer i et tiår eller to, lett overleve enheten det kreves.
"Hvis du kunne få 100 000 sykluser ut av et litiumionbatteri, kan det bety at du aldri trenger å kjøpe to av dem, " sier Penner. "Vi snakker om en levetid på 20 år, kanskje enda lenger enn det."
