В поисках технологических решений, давно уже открытых природой в процессе эволюции, ученые Кембриджского университета обратили внимание на строение клеток, выстилающих человеческий кишечник. Они послужили вдохновением при разработке прототипа литий-серной батареи следующего поколения. Если такое устройство дойдёт до этапа внедрения, оно позволит в пять раз увеличить время автономной работы смартфонов и прочей мобильной электроники.

Результаты, полученные сотрудниками Факультета материаловедения и металлургии в кооперации с Пекинским технологическим институтом (Китай), приводятся в статье, которая была опубликована в Advanced Functional Materials.

Авторами изготовлен наноматериал, поверхность которого, подобно внутренней части гладкого кишечника, покрыта мельчайшими пальцевидными образованиями — одномерными нанопроводами из оксида цинка. Для концептуального прототипа такие нанопровода выращивали на пенообразной никелевой основе, затем, для снижения массы батареи, в качестве подложки стали использовать углеродное волокно.

Такое наноструктурированное покрытие на одном из электродов действует, препятствуя уходу в электролит и исключению из электрохимической реакции активного материала в виде фрагментов полисульфидов. Это устраняет основную причину быстрой деградации литий-серных батарей.

Предложенное усовершенствование значительно улучшает стабильность литий-серных элементов, но они все ещё выдерживают не так много циклов перезарядки, как обычные литий-ионные батареи. Однако, как указывают ученые, благодаря многократному увеличению ёмкости, батареи нового типа не придётся заряжать так часто, как сейчас, и это позволит с избытком компенсировать меньшую циклическую стабильность.