Легче пера и прочнее стали: нанотрубки сохранят втрое больше энергии, чем литиевые батареи

Ученые из Центра передовых сенсорных технологий (CAST), обнаружили, что скручивание углеродных нанотрубок повышает эффективность хранения энергии, чем стандартные литий-ионные батареи. О новой технологии рассказало издание Nature Nanotechnology.

Исследование поможет в разработке имплантатов и датчиков нового поколения, которые будут легкими, компактными и, что более важно, безопасными.

Углеродные нанотрубки представляют собой структуры нанометрового размера, состоящие из одного слоя атомов углерода (графена). Это вещество очень легкое, но прочнее стали. Исследователи сделали из нанотрубок веревки, вытянули их и скрутили их в одну нить, которую дополнительно покрыли различными веществами для повышения прочности и гибкости.

Чтобы определить, сколько энергии выделится, если эти веревки скрутить, а затем размотать, ученые провели несколько экспериментов и сравнила выходную энергию с несколькими материалами. Они обнаружили, что их скрученные углеродные нанотрубки могут удерживать в 15 000 раз больше энергии, чем стальные пружины на единицу массы.

Карбоновые нанотрубки продемонстрировали плотность хранения энергии в 3 раза выше, чем у стандартной литий-ионной батареи. В отличие от переменных характеристик, которые литий-ионные аккумуляторы обеспечивают при различных рабочих температурах, скрученные углеродные нанотрубки показали стабильное сохранение энергии в широком диапазоне температур от -60 до +100 градусов Цельсия.

Поскольку технология по своему подходу более механическая, а не электрохимическая, она подходит для таких устройств, как имплантаты.

На данный момент команда работает над прототипом датчика, который позволит протестировать скрученные углеродные нанотрубки в качестве источника энергии.