Eine unbeabsichtigte "unbegrenzte" Akkulaufzeit könnte das zukünftige iPhone belastbar machen

Eine kürzlich veröffentlichte Studie im American Chemical Society Die wissenschaftliche Klasse unterhält sich mit ihren Bechern, um auf eine Gruppe von Forschern an der University of California Irvine zu stoßen, die möglicherweise ein Batteriesystem gebaut hat, das 200.000 Mal das Laden und Entladen ermöglicht, ohne nennenswerten Abfluss oder Korrosion aufzuweisen. Es ist eine erstaunliche Entdeckung, die auf erstaunliche Weise gemacht wurde: zufällig. Die Batterie wurde erstellt, als Mya Le Thai versuchte, einen flüssigen Elektrolyten, den sie verwendet hatte, durch ein Gel in einem Festkörperkondensator zu ersetzen und das Ding in Brand zu setzen. Es wurde länger aufgeladen und entladen, als irgendjemand vernünftigerweise - oder sogar unangemessen - hätte erwarten können. Die Batterie verwendete Gold-Nanodrähte, die mit Manganoxid anstelle von herkömmlichem Lithium beschichtet waren. Sie war wesentlich widerstandsfähiger als alles, was derzeit auf dem Markt ist, und verlor nur etwa fünf Prozent ihrer Ladung.

Die Technologie ist nicht für die kommerzielle Implementierung vorbereitet, da die Leute, die sie erstellt haben, immer noch nicht genau wissen, wie sie funktioniert. Also, was kommt als nächstes für diesen außergewöhnlichen Unfall? Inverse sprach mit einem der Autoren der Studie, Reginald Penner, der Vorsitzender und Chancellor-Professor für Chemie an der University of California, Irvine ist.

Sie haben gleich nach der Studie erklärt, dass Sie nicht sicher sind, wie und warum diese Reaktion stattgefunden hat. Haben Sie neue Theorien aufgestellt?

Wir haben eine Hypothese, und das ist ungefähr so ​​weit. Was wir denken, ist, dass dieses Gel sehr langsam in Manganoxid eindringt - ein sehr poröses Material, das zu 80 Prozent porös ist. Was wir in unseren Daten sehen, ist, dass die Kapazität dieses Dings wochenlang ansteigt. Dies deutet darauf hin, dass das Gel möglicherweise sehr langsam in das Manganoxid eindringt. In diesem Fall könnte das Gel plastifizieren. Das Manganoxid ist sehr spröde; Normalerweise bricht und fällt der Gold-Nanodraht ab. Das passiert aber nicht mit dem Gel. Das Gel tut also mehr als nur dieses Ding zusammenzuhalten; Es verändert irgendwie die physikalischen Eigenschaften des Manganoxids, wodurch es weicher und bruchsicherer wird.

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- UC Irvine (@UCIrvine), 20. April 2016

Daher hat diese Batterie eine potenziell unbegrenzte Lebensdauer, sie ist jedoch nicht bereit, im praktischen, kommerziellen Maßstab eingesetzt zu werden. Was ist die Trennung dort und was ist der nächste Schritt dafür?

Wir werden dieses Ding nicht in eine Batterie verwandeln, weil wir Wissenschaftler sind. Wir werden diesen Prozess genauer untersuchen. Wir möchten wissen, was mit den mechanischen Eigenschaften der Manganoxidschale mit und ohne Gelelektrolyt passiert. Wir werden ein Instrument namens Nanoindenter nehmen und die Schale stechen, um ihre Härte zu testen. Wir erwarten, dass die Manganoxidschale in Gegenwart des Gels weicher wird, und dass es in einem flüssigen Elektrolyten nach einer längeren Zykluszeit viel härter ist. Dies würde uns helfen zu bestätigen, dass sich die mechanischen Eigenschaften ändern. Wir möchten auch verschiedene Gele und verschiedene Metalloxide untersuchen, um zu sehen, ob es eines gibt, das die Arbeit besser macht als das, was wir bisher verwenden, und ob es für andere Materialien außer Manganoxid zutrifft.

Sind die Kosten für das Material - alles Gold - ein Hindernis?

Nickel wäre für Gold einfach zu ersetzen und natürlich viel billiger. Es sollte den gleichen Effekt erzeugen.

Irgendwelche Vermutungen, wie lange bevor wir das in der realen Welt umgesetzt sehen?

Dies ist nur die erste Arbeit. Wir brauchen weitere 20 Papiere, weitere 100 Papiere, bevor wir es wirklich verstehen können und die Unternehmen dazu bereit sein werden.

Wir hoffen, dass die Leute unsere Zeitung lesen und daran arbeiten werden.

Dieses Interview wurde aus Gründen der Kürze und Klarheit bearbeitet.