Компания mPhase Technologies в сотрудничестве с Bell Labs и научно-исследовательским подразделением Lucent Technologies создала батарею, основанную на достижениях нанотехнологии. Ключевые преимущества нового источника питания — возможность интеграции в полупроводниковые изделия и большой срок хранения.
Во многих устройствах необходим резервный источник питания. Как известно, обычные батареи теряют около 10% емкости за один год хранения, поэтому в таких случаях часто используют батареи, в которых химические материалы объединяются в нужный момент механическим способом. Эти изделия могут храниться достаточно долго, они надежны и могут обеспечить большую плотность энергии. К сожалению, такие батареи трудно сделать миниатюрными. Кроме того, процесс их производства слишком отличается от процессов производства полупроводниковых компонентов, и батареи не могут быть встроены непосредственно в микросхемы. Еще одним ограничением существующих батарей является потребность в механическом усилии для активации, вследствие чего переход в рабочее состояние занимает довольно много времени. Необходимость иметь резервуар для электролита и механизм активации уменьшает полезный объем внутри источника питания.
В основе работы как новой, так и существующих батарей лежит химическая реакция. Нанотехнологии обеспечивают уникальный способ соединения химических компонентов и управления параметрами реакции. На изображении вы видите пример трубчатой наноструктры, так называемой “нанотравы”. Из нее формируется сверхгидрофобная наноструктурированная поверхность (“Superhydrophobic NanoStructured Surface”), над которой размещается капелька электролита. Капелька находится над трубочками, не взаимодействуя с ними. В нужный момент ее можно заставить упасть в пространство точно между трубочками, моментально увеличив площадь поверхности, на которой электролит взаимодействует с материалом батареи, вызывая электрический ток. Падение капельки можно вызвать разными способами, например, импульсом напряжения или радиоизлучения.
Новая технология значительно увеличивает срок хранения батареи — до 15-20 лет. Другие преимущества включают высокую скорость активации элемента питания и выхода на полную мощность, совместимость с технологическими процессами производства полупроводников, высокую плотность энергии. Батарея легко поддается миниатюризации и может быть изготовлена из широкого спектра материалов. Кроме того, как обещают разработчики, новинка будет очень дешевой при массовом производстве. Другими словами, потенциал батареи mPhase в самых разнообразных областях применения, включая космическую и оборонную отрасли, бытовую и промышленную электронику, средства спасения и здравоохранения, огромен. По крайней мере, так считают аналитики из компании Frost & Sullivan Research, присвоившие проекту престижную награду.
По оценке разработчиков, на выход коммерческого продукта понадобится полтора-два года.
Источник: mPhase