Нежелательные пассажиры: вот, что убивает аккумулятор вашего телефона
Необходимо провести дополнительные исследования различных типов батарей, чтобы определить, насколько универсальна эта проблема
Перезаряжаемые батареи питают значительную часть наших электронных устройств. Однако у них ограничен срок службы. И новое исследование выявило причину этого явления.
Наши ноутбуки, планшеты и мобильные телефоны зависят от перезарядки батарей. Внутри литий-ионной батареи два электрода сохраняют ионы лития: положительно заряженный анод и отрицательно заряженный катод, пишет IFLScience. Электролит внутри батареи позволяет ионам перемещаться от анода к катоду. Это движение запускает химическую цепочку, которая приводит к высвобождению электронов, создающих заряд.
Однако новое исследование команды из Стэнфордского университета показывает, что вместе с ионами лития в катод перемещаются и нежелательные "пассажиры". Протоны и электроны водорода также отрываются от молекул в электролите. Они скапливаются на катоде, что означает, что ионы лития не могут производить заряд так же эффективно. Мощность, хранимая этими батареями, со временем снижается. Эта постоянная пропитка водорода обусловлена рядом химических реакций.
"Даже если вы не используете батарею, она теряет энергию", - сказал физик и химик из Стэнфордского университета Ган Вань.
Водород - крошечный и повсеместно присутствующий элемент, за которым трудно следить. Чтобы выяснить его роль в разрядке батарей, Ван и его команда заменили водород на его более тяжелый вариант - дейтерий, изотоп водорода, содержащий один нейтрон и один протон, в отличие от обычного водорода, у которого только один протон. Используя метод анализа масс-спектрометрии и рентгеновскую визуализацию, команда Вана отслеживала перемещающийся внутри батареи дейтерий. Это показало, что движущей силой понижения заряда батареи был водород.
Важно то, что исследование открывает путь к улучшение батарей путем воздействия на нежелательные химические изменения, производящие эти текучие молекулы водорода. Однако это также может заставить разработчиков батарей задуматься. Исследование Вана предполагает, что в погоне за более мощными батареями инженеры могут ненамеренно увеличивать вероятность захвата катодами свободного водорода, что сокращает срок службы батарей.
Дополнительные исследования разных типов батарей помогут определить, насколько это распространенное явление. Если несколько батарей подчиняются закону утечки водорода, это может привести к улучшению батарей, которые служат дольше. Такие улучшения позволят реже менять гаджеты, а также снизить экологическое воздействие от добычи элементов для батарей.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы не пропустить важные новости. Подписаться на канал в Viber можно здесь.
