Батареи, приведенные в действие для дегустации

площадь поверхности

СИЭТЛ — Это не только наша коллекция новомодных электронных устройств, продолжающая расти — разновидность батарей, двигающихся на большой скорости, эти хитрые изобретения продолжает расширяться также. Но новое поколение умных батарей могло положить конец этому.

Прототипы имеют потенциал для включения множества устройств с различными энергетическими потребностями, а также перезаряжающий в доле времени, необходимого стандартным аккумуляторам.Марк Маду, микротехнический эксперт в Калифорнийском университете, Ирвин и его коллеги предназначаются для их усилий в микробатареях, маленькие клетки энергии, привыкшие к устройствам сока, таким как вещества, от скорости реакций которого зависит скорость других реакций, слуховые аппараты, смарт-карты и телеметрические датчики. Как все батареи, микробатареи работают путем перевозок с кругооборотом транспорта суммирующих электрон составов от отрицательно заряженного электрода до того, положительно наполненного, где электроны откачиваются. В отличие от больших батарей, электроды микробатареи, как правило, делаются из тонких углеродных мембран, ставивших друг на друга поверх друг друга.

Одно преимущество основанных на мембране электродов — то, что их большая площадь поверхности относительно их объема позволяет электронным носителям, таким как литий переправлять нагрузки быстро, обеспечивая быстрый взрыв энергии. К сожалению, их низкий полный объем означает, что они не могут сохранить большую часть нагрузки.Для повышения вместимости микроинженеры стремились дать свои электроды, которые некоторые дополнительные поднимают, не сокращая площадь поверхности.

Одна стратегия состояла в том, чтобы попытаться преобразовать электроды от плоских листов в подобное лесу множество углеродных столбов, тогда телеграфированных вместе в длинных переменных рядах для служения в качестве отрицательных и положительных электродов. Для схемы окупиться, отдельные столбы должны быть максимально высокими и тощими, который поднимает их массу, все еще сохраняя их площадь поверхности большой.

Но несмотря на то, что микроинженеры-механики изобрели гладкие способы сделать такие трехмерные структуры в кремнии, у них было меньше удачи с углеродом, стандартным компонентом электрода.Madou и postdoc Чанлеи Ван ломали этот затор начиная со стандартной технологии копирования компьютерной микросхемы, известной как фотолитография.

Они сияли ультрафиолетовый (ультрафиолетовый) свет через трафарет, рябой со множеством отверстий. Куда свет прошел, он поразил основную органическую мембрану, названную фотосопротивлянием, и заставил материал полимеризироваться.

Поскольку это фотосопротивляется, были в основном прозрачные, ультрафиолетовые фотоны, через которые проникают глубоко в мембране, формируя высокие столбы полимера. Исследователи тогда химически смыли не полимеризировавший материал для демонстрации столбов. Ряд термообработок тогда сжег большую часть полимера, оставив только углерод позади. Наконец, они обеспечили электричеством свои столбы в переменные ряды анодов и катодов, погрузили их лес с содержащим литий электролитом и показали, что он обеспечил на 78% больше энергии, чем микробатарея, сделанная с углеродными электродами тонкой пленки, они сообщили здесь 13 февраля на ежегодной встрече AAAS.

Основанные на столбе батареи могут сделать больше, чем хранилище больше нагрузки. Путем управления, какие отдельные электроды активны, возможно поставить энергию в широком спектре напряжений и потоков — микро эквивалент батареи, которая может служить 9 В или AAA.

Большое отношение поверхности к объему электрода может также позволить им перезаряжаться быстро, Маду добавляет, несмотря на то, что его бригада должна все же измерить этот результат.Кевин Дрост, инженер-механик в Университете штата Орегон, Корваллис, говорит, что новая работа является впечатляющей.

В дополнение к созданию батарей он говорит, 3D метод копирования, вероятно, будет полезен для того, чтобы сделать большое разнообразие новых основанных на углероде микроструктур.


2 комментария

Добавить комментарий