Украинцы создали экологичные батарейки, которые заряжаются за 5 секунд

Украинцы создали экологичные батарейки, которые заряжаются за 5 секунд

Трудно представить себе современную жизнь без использования различных мобильных электронных устройств, источником энергии для которых служат обычные батарейки. Но, как и сами гаджеты, их аккумуляторы обладают ограниченным ресурсом работы, а значит, рано или поздно встает вопрос об их утилизации. При производстве батарей электропитания используют, кроме всех прочих загрязнителей, еще и тяжелые металлы (свинец, кадмий, литий, ртуть и т.д.), которые очень пагубно влияют на экологию.

Кроме того, мусор в большинстве случаев вывозится на свалку, где он годами разлагается и отравляет прилегающую (и не только) территорию, или его попросту сжигают на специальных заводах. И в том, и в другом случае все токсичные отходы и тяжелые металлы попадают в окружающею среду. А из всего общемирового производства устройств накопления энергии перерабатывается всего около 3 %.

Украинские ученые попытались решить эту проблему – они разработали и запатентовали «автономный перезаряжаемый источник тока постоянного напряжения». Изобретение создано на базе инновационных конденсаторов, в которых электроэнергия аккумулируется за счет поляризации двойного электрического слоя на границе «анод-электролит» и «катод-электролит».

Достоинствами новых батареек от украинских разработчиков являются:

— Быстрое время зарядки накопителя: около 5-8 секунд;
— Рабочий ресурс не менее 500 000 циклов зарядки/разрядки;
— Простая утилизация: в конструкции применяются безвредные (нейтральные) для окружающей среды химические соединения и элементы.

ВЕЧНАЯ БАТАРЕЯ ВЫДЕРЖИВАЕТ 200 ТЫСЯЧ ЦИКЛОВ ПЕРЕЗАРЯДКИ

Запатентованная батарея состоит из электрофизического (конденсаторного) накопителя электрической энергии и зарядного устройства со средствами контроля. В ней применяются суперконденсаторы с двойным электрическим слоем, которые служат вторичным источником питания для замены аккумуляторов. Однако известно, что непосредственно конденсатор использовать в качестве источника напряжения нельзя. Поэтому, авторы проекта предлагают следующие решения:

1. Создание преобразователя – стабилизатора напряжения, поскольку разряд конденсатора в отличие от аккумулятора носит экспоненциальный характер, а на выходе необходимо получать постоянный уровень напряжения.

2. С целью повышения эффективности кулоновского устройства предлагается оптимальное включение отдельных конденсаторов в батарею (это ноу-хау разработчиков).

3. Отсутствие саморазряда конденсатора в режиме холостого хода достигается благодаря применению специального узла (это ноу-хау разработчиков).

4. Поскольку согласно п.2 батарея конструируется из отдельных конденсаторов, разработчики создали специальный зарядное устройство для обслуживания и замены популярных батарей типа АА, ААА (это ноу-хау разработчиков).

На данном этапе, предложенное украинскими учеными устройство может использоваться для питания недорогой электроники с низким потреблением энергии. Это могут быть пульты управления, клавиатуры, электрические часы, элементы питания игрушек и прочее.

СОЗДАНА ПЕРВАЯ В МИРЕ ТЕРМАЛЬНАЯ БАТАРЕЯ ДЛЯ ДЕШЕВОГО И ЭКОЛОГИЧНОГО ХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

Расширение сферы применения нового аккумулятора возможно за счет использования конденсаторов, которые запасают энергию с высокой плотностью. Так, при использовании суперконденсаторов на максенах (MXene) и графенах (с плотностью в 350 фарад на грамм) можно достигнут показателей емкости литий-ионных аккумуляторов. Вместе с тем, предложенные подходы и ноу-хау проекта могут применяться для создания устройств на основе конденсаторов со сверхбольшой плотностью.