Исследователи из Университета Сан-Паулу (USP) разработали рабочую перезаряжаемую батарею на основе редкого металла ниобия и подали заявку на патент технологии. Напряжение батареи составляет 3 вольта – столько же, сколько у большинства современных бытовых аккумуляторов. Об этом сообщает Agência Brasil.
Разработка велась около десяти лет в Институте химии Сан-Карлоса при USP. Ниобий обладает уникальной электронной структурой и может существовать в нескольких степенях окисления, каждая из них соответствует различному энергетическому уровню, который может использоваться для хранения заряда.
Главная проблема, которую решили ученые, – нестабильность ниобия. Металл быстро разрушался в обычных электрохимических средах, особенно в присутствии воды и кислорода. Исследователи нашли решение, позаимствовав идею у природы. Они создали для ниобия специальную защитную среду (NB-RAM), которая имитирует условия в живых клетках.
«Мы создали для ниобия защитный корпус. Внутри него металл, как переключатель, может многократно менять свое электронное состояние, не разрушаясь. Именно так работают биологические системы, и именно это мы адаптировали для ниобиевой батареи», – пояснил руководитель исследования профессор Франк Креспильо.
Напряжение новой батареи – 3 вольта. Это стандартный показатель для многих бытовых устройств: брелоков сигнализации, электронных часов, пультов дистанционного управления или небольших датчиков. Такое напряжение означает, что батарею можно применять в уже существующей электронике.
Основную работу по доводке технологии провела исследователь Луана Итальяно. Она работала над тем, чтобы батарея была перезаряжаемой, а также пыталась решить проблему поиска баланса между защитой системы и поддержанием ее электрических характеристик. «Если защищать систему слишком сильно, батарея не отдает энергию. Если защищать недостаточно – она разрушается», – рассказала она.
Батарея уже функционирует не только в лаборатории, но и в реальных промышленных форматах – в виде монетоподобных элементов (типа «таблетки») и гибких ламинированных аккумуляторов.
Для запуска массового производства потребуется создать многопрофильный научно-исследовательский центр с привлечением государства и бизнеса.
Фото: Ployker / iStock
Самые актуальные новости стран БРИКС https://tvbrics.com