Telefon pintar, tablet dan peranti elektronik lain menggunakan bateri yang boleh dicas semula, tetapi setelah beberapa ribu kitaran penggunaan, bateri mulai kehilangan kemampuan untuk menahan cas. Sebilangan besar bateri moden adalah litium, tetapi lama-kelamaan, litium di dalam bateri akan terhakis.
Daripada litium, para penyelidik di University of California, Irvine menggunakan kabel nanow emas untuk menyimpan cas elektrik, dan sistem yang mereka bangun didapati lebih unggul daripada bateri litium tradisional. Ia menahan 200,000 kitaran pengisian semula tanpa kemerosotan sifat dan tanda kakisan yang ketara.
Namun, mereka masih belum memahami sepenuhnya mengapa ini berlaku. Idea asal percubaan adalah untuk membuat bateri elektrolit padat di mana pasta elektrolit digunakan dan bukannya elektrolit cair. Bateri cecair, seperti litium, sangat mudah terbakar dan sensitif terhadap suhu. Para penyelidik bereksperimen dengan penggunaan pasta tebal dan konduktif.
"Kami memulakan kitaran pengisian semula peranti, dan kemudian menyedari bahawa ia tidak akan mati," kata pemimpin kajian Reginald Penner. "Tetapi setakat ini kita tidak memahami mekanisme ini."
Menurut teknologi baru, untuk membuat bateri, nanowire emas digunakan, ukurannya tidak lebih tebal daripada bakteria, ditutup dengan mangan oksida dan dilindungi oleh lapisan pasta elektrolit. Pes tersebut berinteraksi dengan lapisan oksida untuk mengelakkan kakisan. Semakin lama nanowire, semakin besar luas permukaannya, dan semakin banyak cas yang dapat ditahan. Penyelidik lain telah lama bereksperimen dengan nanowires, tetapi tidak seperti mereka, saintis di University of Irvine adalah yang pertama mencadangkan penggunaan pasta pelindung.
Pasta itu lebih banyak daripada sekadar menyatukan wayar. Ini nampaknya menjadikan logam oksida lebih lembut dan lebih tahan terhadap retak,”kata Penner.
Teknologi ini menjanjikan untuk meningkatkan jangka hayat bateri dalam elektronik pengguna sebanyak 400 kali, tetapi setakat ini platform ujian bukanlah bateri sebenar. Bateri mempunyai anod di mana arus elektrik memasuki sistem dan katod di mana ia keluar. Sebaliknya, para saintis mengikat dua katod bersama-sama, yang saling bergantian ketika mengecas. Kitaran berterusan perubahan katod menjadikan sistem yang sesuai untuk menguji pelbagai cas.
Penner mengatakan ia seperti proses berterusan menuangkan air dari satu cawan ke cawan yang lain dan kembali lagi. Setelah beberapa ratus kitaran menuangkan, sebahagian air biasanya dicurahkan, mengurangkan "muatan". Tetapi sistem Penner, ketika menuangkan air antara "cawan" 200 ribu kali, hanya kehilangan sekitar 5 peratus.
Video promosi:
Walaupun penggunaan sejumlah kecil emas dalam eksperimen ini, ini dapat menyebabkan pengeluaran bateri tersebut mahal. Penner menunjukkan bahawa logam yang lebih biasa seperti nikel boleh digunakan dan bukannya emas.
Sergey Lukavsky
