Кишечник вдохновил инженеров на создание мощных аккумуляторов

Международная группа ученых из Кембриджского университета и Пекинского технологического института разработали литий-серный аккумулятор нового поколения, образцом для которого отчасти послужила тонкая кишка человека. С текстом работы можно ознакомиться в журнале Advanced Functional Materials.

В разработанном литий-серном аккумуляторе катод с содержанием серы отделен от электролита специальной мембраной. Главной особенностью нового аккумулятора является слой вещества, созданного из миниатюрных волокон оксида цинка, который покрывает катод батареи. Примечательно, что этот слой напоминает структуру волокон, которая находится в тонкой кишке человека. Ее задача — поглощать продукты пищеварения и увеличивать площадь поверхности, на которой происходит этот процесс.

Подобно внутренней поверхности тонкой кишки, волокна в аккумуляторе могут захватывать фрагменты активного материала аккумулятора, после того как он разрушается, и прикреплять их к специальной проводящей решетке. Таким образом, подобная функция позволяет повторно использовать активный материал аккумулятора.

Авторы работы утверждают, что удельная энергия новых батарей в пять раз превышает ту, которой характеризуются литий-ионные аккумуляторы, использующиеся в том числе в современных мобильных устройствах. Согласно результатам исследования, подобная разработка повысит качество новых батарей.

«Подобный химически функциональный слой с налаженной наноструктурой впервые предлагается для того, чтобы захватывать и повторно использовать активную массу аккумулятора, которая распадается в процессе зарядки и разрядки аккумулятора. Вдохновляясь миром природы, мы можем предложить решение, которое, как мы надеемся, ускорит развитие аккумуляторов нового поколения», — отмечают инженеры.