Дослідники з University of Surrey представили нову конструкцію літій-іонного акумулятора, яка може суттєво підвищити запас ходу електромобілів і тривалість роботи електронних пристроїв. Розробка отримала назву VISiCNT (Vertically Integrated Silicon-Carbon Nanotube) і вже розглядається як один із найперспективніших напрямків розвитку акумуляторних технологій.
Ключовою особливістю нової батареї є поєднання кремнію та вуглецевих нанотрубок у вигляді вертикально інтегрованої структури. Інженери сформували щільні «ліси» нанотрубок безпосередньо на мідній фользі - матеріалі, який уже використовується у серійному виробництві акумуляторів, - і покрили їх тонким шаром кремнію. Така архітектура створює гнучкий і водночас провідний каркас, здатний компенсувати механічні навантаження під час роботи.
Саме це рішення дозволило подолати одну з головних проблем кремнієвих анодів - руйнування матеріалу через значне розширення під час заряджання. У традиційних батареях це призводить до швидкої деградації, тоді як нова структура зберігає стабільність навіть після сотень циклів заряд-розряд.
У лабораторних випробуваннях анод продемонстрував питому ємність понад 3500 мА-год/г, що майже відповідає теоретичній межі кремнію і в рази перевищує показники графітових анодів (близько 370 мА-год/г), які використовуються сьогодні. За словами дослідника Мухаммад Ахмад, ця технологія відкриває реальний шлях до використання високої енергоємності кремнію без втрати довговічності, що є критично важливим для електромобілів.
Професор Раві Сілва також наголосив, що розробка має важливу практичну перевагу - сумісність із чинними виробничими процесами. Оскільки нанотрубки вирощуються безпосередньо на стандартній мідній основі, інтеграція технології у промислове виробництво може відбутися без значних змін інфраструктури, що суттєво спрощує її комерціалізацію.
Результати дослідження опубліковані в науковому журналі ACS Applied Energy Materials та підтримані британськими інноваційними програмами. Вчені підкреслюють, що потенціал технології не обмежується лише електромобілями - вона може знайти застосування у стаціонарних системах накопичення енергії, а також у компактній електроніці.