Ученые Массачусетского Технологического Института (MIT) разработали технологию преобразования химической энергии в электрическую без использования токсичных и горючих химических компонентов литий-ионных батарей за счет применения углеродных нанотрубок, сообщает пресс-служба института. Отчет об исследовании опубликован в журнале Energy & Environmental Science.

В 2010 году группа ученых MIT под руководством профессора кафедры химических технологий Майкла Страно (Michael Strano) обнаружила, что в углеродных нанотрубках могут возникать мощные волны энергии, которые создают электрический ток. Ученые покрывали стенки электро- и теплопроводных нанотрубок слоем реактивного топлива и поджигали топливо в одном конце нанотрубки лучом лазера. По углеродной нанотрубке начинала быстро двигаться тепловая волна, и когда она разогревалась до 3000К, скорость ее движения становилась в 10 000 раз быстрее, чем скорость химической реакции. Тепловая энергия, возникающая при горении, воздействовала на электроны и, как полагают авторы эксперимента, создавала электрический ток.

Открытие описывало новое, неизвестное ранее явление, но эксперименты в 2010 году производились на небольшой лабораторной установке. Теперь ученые повысили эффективность процесса более чем в тысячу раз и разработали устройства, на которых можно добиться тех же показателей, что и у мощных современных батарей. Но важным преимуществом нового метода является то, что в новых аккумуляторах не используются горючие или токсичные вещества — энергия вырабатывается благодаря углеродным нанотрубкам и обычному сахару.



Если в первых экспериментах использовалось горючее взрывоопасное ракетное топливо, то в итоге ученые стали покрывать нанотрубки сахарозой, или обычным сахаром: система питания на углеродных нанотрубках работает на эффекте возникновения тепла, и температуры, возникающей при сгорании сахара, вполне достаточно для получения электрического тока.

Уже сейчас устройство, созданное в MIT, достаточно мощное, чтобы питать от него светодиодные лампы или простые электронные устройства. В перспективе такие источники тепла можно будет использовать для питания устройств, которые необходимо запускать после длительного хранения — например, системы космических зондов, которые начинают работу после того, как достигнут цель. Также важно то, что технология подходит для создания миниатюрных аккумуляторов, микро-и наноэлектронных устройств.