В будущем смартфоны могут получить сахарные аккумуляторы

Специалисты разработали технологию преобразования химической энергии в электрическую без использования токсичных и горючих химических компонентов литий-ионных батарей за счет применения углеродных нанотрубок.

В 2010 году группа ученых MIT под руководством профессора кафедры химических технологий Майкла Страно обнаружила, что в углеродных нанотрубках могут возникать мощные волны энергии, которые создают электрический ток. Ученые покрывали стенки электро- и теплопроводных нанотрубок слоем реактивного топлива и поджигали топливо в одном конце нанотрубки лучом лазера. По углеродной нанотрубке начинала быстро двигаться тепловая волна, и когда она разогревалась до 3000К, скорость ее движения становилась в 10 000 раз быстрее, чем скорость химической реакции. Тепловая энергия, возникающая при горении, воздействовала на электроны и, как полагают авторы эксперимента, создавала электрический ток.

Открытие описывало новое, неизвестное ранее явление, но эксперименты в 2010 году производились на небольшой лабораторной установке. Теперь ученые существенно повысили эффективность процесса и разработали устройства, на которых можно добиться тех же показателей, что и у современных батарей. Важным преимуществом нового метода является то, что в новых аккумуляторах не используются горючие или токсичные вещества — энергия вырабатывается благодаря углеродным нанотрубкам и обычному сахару. Системы питания, основанной на эффекте возникновения тепла, и температуры, возникающей при сгорании сахара, вполне достаточно для получения электрического тока.

Главной проблемой технологии является низкая эффективность. Эффективность преобразования тепла в электричество составляет всего 1%. С одной стороны, это ничтожно мало. Но с другой стороны, исследователям удалось повысить коэффициент эффективности преобразования примерно в 10 000 раз с момента первого опыта с данным материалом.

Специалисты отмечают, что уже сейчас устройство, созданное в MIT, достаточно мощное, чтобы питать от него светодиодные лампы или простые электронные устройства. В перспективе такие источники тепла можно будет использовать для питания мобильных устройств. Также важно то, что технология подходит для создания миниатюрных аккумуляторов, микро-и наноэлектронных устройств.