Сотрудники Университета Райса в Хьюстоне (США) и Université catholique de Louvain (Бельгия) в Трудах национальной академии наук США рассказали о новом методе изготовления гибких компонентов для перезаряжаемых литий-ионных батарей из кремниевого вторсырья.
Дорогостоящий кремний в изобилии присутствует в отработавших свой ресурс микросхемах, но способы его извлечения для повторного использования весьма трудоемки. В лаборатории материаловедения Университета Райса ученым удалось научиться превращать подложки чипов в лес нанопроводов химическим вытравливанием с золотой маской.
Полученные нанопровода диаметром 100 нм и длиной 50-70 мкм фиксировались в полимерной матрице, служившей гелевым ионопроводящим электролитом и, одновременно, разделителем анода и катода в аккумуляторе. Кремниевые нанопровода заключались в пористую медную нанооболочку, стабилизирующую электроды при расширении (в результате поглощения ионов лития) и обеспечивающую эффективный съем тока.
Применяя вышеописанные процедуры исследователи изготовили функциональный образец 3,4-вольтовой батареи LIPOSIL (Lithium-polymer silicon nanowire), способной выдерживать механические деформации и масштабируемой до более крупных габаритов. Экспериментальный аккумулятор продемонстрировал энергоемкость 150 мА•ч и хорошую стабильность рабочих характеристик на протяжении 50 циклов зарядки-разрядки. В настоящее время инженеры работают над совершенствованием эксплуатационных качеств батареи и тестированием кремниевых анодов в стандартных аккумуляторных конфигурациях.
