Батареи наших смартфонов и ноутбуков ведут безнадежную борьбу по сохранению заряда наших устройств, однако исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха открыли новый вид материала из стекла, который может изменить ситуацию. Он называется ванадат-боратное стекло и может использоваться в качестве материала для электродов литий-ионных батарей, что позволит удвоить количество времени между подзарядкой.

Ученым Семих Афьон (Semih Afyon) и Реинхарду Несперу (Reinhard Nesper) понадобилось несколько лет, чтобы сделать открытие, которое в будущем может оказать значительное влияние на работу больших и маленький устройств.

Возникают значительные трудности при поиске материала, который сохраняет заряд батареи в течение длительного времени и может многократно заряжаться, при этом оставаясь достаточно стабильным при использовании в области современной электроники.

Самым главным вызовом была возможность использовать составы на основе ванадия, которые могут приобретать больший заряд по сравнению с современными материалами катодов, но из-за своей кристаллической структуры становятся нестабильными после нескольких циклов заряда.

Для решения этой проблемы ученые смешали порошковый пентоксид ванадия с боратными составами для создания ванадат-боратного стекла: материала с высокими эксплуатационными качествами и стабильной структурой, который, по словам доктороа Афьон, прост и дешев в производстве.

«Нам требуется новая химия и новые составы для получения безопасных, хороших батарей с длительным действием», – говорит доктор Афьон о целях исследования. Он добавляет, что состав на основе ванадат-боратного стекла, разработанный командой исследователей, может увеличить продолжительность работы батареи смартфона в полтора-два раза и позволит электромобилям преодолевать расстояния в полтора раза длиннее. Вместе с тем, данные показатели на данный момент являются лишь проектными.

Улучшенные батарейки могут использоваться не только для гаджетов: количество автомобилей, лодок и мотоциклов с электрическими двигателями продолжает увеличиваться, и для жизни на Земле очень важно, чтобы эти движущиеся средства соответствовали увеличивающимся требованиям к ним. К тому же, ветряные фермы и солнечные электростанции должны эффективно сохранять накопленную энергию до того времени, как она потребуется, что составляет еще одну потенциальную сферу применения ванадат-боратного стекла.

Работа исследователей была полностью опубликована в журнале Scientific Reports, кроме того, на результаты исследования уже были поданы заявки на получение патента, что позволяет исследованию продолжаться беспрепятственно.

Возможно, потребуется от 10 до 20 лет для того, чтобы открытие Афьон и Неспера появились на рынке, однако это хорошая новость для тех, кто сбит с толку уменьшающимся уровнем заряда: решение проблемы не за горами.