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Un recente studio pubblicato nel American Chemical Society ha la classe di chiacchiere scientifiche usando i loro bicchieri per brindare a un gruppo di ricercatori all'Università della California Irvine, che potrebbe aver costruito un sistema di batterie capace di caricare e scaricare sconcertante 200.000 volte senza mostrare alcun drenaggio o corrosione significativa. È una scoperta sorprendente fatta in modo sorprendente: per caso. La batteria è stata creata quando Mya Le Thai ha tentato di sostituire un elettrolita liquido che aveva usato con un gel in un condensatore a stato solido e ha sparato la cosa. Si caricava e scaricava più a lungo di quanto chiunque avrebbe potuto ragionevolmente - o anche irragionevolmente - aspettarsi. Usando nanofili d'oro rivestiti di ossido di manganese piuttosto che il litio tradizionale, la batteria era molto più resistente di qualsiasi altra attualmente sul mercato, perdendo solo circa il cinque percento della sua carica.
La tecnologia non è pronta per l'implementazione commerciale perché le persone che l'hanno creata non sono ancora esattamente sicure di come funziona. Quindi, quali sono le prospettive per questo incidente straordinario? Inverso ha parlato con uno degli autori dello studio, Reginald Penner, che è Presidente e Professore di Chimica del Cancelliere presso l'Università della California, Irvine.
Hai dichiarato subito dopo che lo studio è venuto fuori che non eri sicuro di come o perché questa reazione stesse accadendo - hai escogitato nuove teorie?
Abbiamo un'ipotesi, e questo è il massimo. Quello che pensiamo è che questo gel penetra molto lentamente nell'ossido di manganese - un materiale molto poroso, circa l'80% poroso - quindi quello che vediamo nei nostri dati è che la capacità di questa cosa continua a salire e salire, per settimane. Ciò suggerisce forse che il gel penetra molto lentamente nell'ossido di manganese e, come quello che accade, il gel potrebbe essere plastificante. L'ossido di manganese è molto fragile; normalmente si frattura e cade dal nanofilo d'oro. Ma questo non succede con il gel. Quindi il gel sta facendo qualcosa di più che tenere insieme questa cosa; sta cambiando le proprietà fisiche dell'ossido di manganese in qualche modo, rendendolo più morbido e più resistente alla frattura.
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- UC Irvine (@UCIrvine), 20 aprile 2016
Quindi questa batteria ha una vita potenzialmente 'infinita', ma non è pronta per essere implementata su una scala pratica e commerciale. Qual è la disconnessione lì, e qual è il prossimo passo per questo?
Non intendiamo ingegnerizzare questa cosa in una batteria, perché siamo scienziati. Studieremo questo processo di più. Siamo interessati a capire cosa succede alle proprietà meccaniche del guscio di ossido di manganese, con e senza l'elettrolita di gel. Prenderemo uno strumento chiamato nanoindenter e colpiamo il guscio per testarne la durezza; ci aspettiamo di vedere il guscio di ossido di manganese diventare più morbido in presenza del gel e vedere che è molto più difficile in un elettrolita liquido dopo che è stato in bicicletta per un po '. Questo ci aiuterebbe a confermare che le proprietà meccaniche stanno cambiando. Vogliamo anche studiare diversi gel e diversi ossidi di metallo per vedere se ce n'è uno che fa il lavoro meglio di quello che stiamo usando finora e se si applica ad altri materiali oltre all'ossido di manganese.
Il costo del materiale - tutto l'oro - è un ostacolo?
Il nichel sarebbe facile da sostituire per l'oro, e molto meno ovviamente. Dovrebbe produrre lo stesso effetto.
Qualche ipotesi su quanto tempo prima di vederlo implementato nel mondo reale?
Questo è solo il primo documento. Abbiamo bisogno di altri 20 documenti, altri 100 documenti, su questo processo, prima che lo capiremo davvero e le aziende saranno disposte a rischiare.
Speriamo che la gente legga il nostro articolo e inizi a lavorare su questo.
Questa intervista è stata redatta per brevità e chiarezza.
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