Новый материал позволит заряжать смартфон за долю секунды

Особый химический состав MXene оптимизирует поток проходящих через него электродов. Батареи удерживают ионы в портах — окислительно-восстановительных участках, чтобы сохранять заряд, и количество таких портов в батарее прямо пропорционально ее максимальной емкости.

В отличие от современных батарейных мембран, которые имеют ограниченное количество путей для доступа ионов к портам, MXene создает множество путей для прохождения ионов. И естественная высокая проводимость MXene помогает быстро перемещать ионы, увеличивая скорость зарядки.

«В традиционных батареях ионы мучительно продираются к портам хранения заряда, что не только замедляет весь процесс, но также создает ситуацию, когда немногие ионы в принципе достигают своей цели при скоростной зарядке, — говорит участник исследования Мария Лукатская. — Идеальная архитектура электродов выглядит, как четырехполосное шоссе, по которому ионы могут передвигаться с большой скоростью, сейчас же — однополосная дорога с вечными пробками».

Конечным результатом может стать батарея, которая заряжается всего за долю секунды, вместо часа или даже нескольких минут. Юрий Гогоци, профессор материаловедения и инженерии, сказал, что MXene позволит улучшить батареи в ноутбуках и электромобилях. «Если мы начнем использовать высокопроводимые наноматериалы для батарейных мембран, то зарядка гаджетов станет очень быстрой — секунды или минуты», — говорит он.

Mxene пока не готов для коммерческого применения, однако ученые надеются, что его выход на рынок произойдет к 2020 году.

Инженеры университета штата Вашингтон в Сиэтле разработали мобильный телефон, которому не нужна батарея. Всю необходимую для звонков энергию он берет из воздуха.