Mini akkumulátorok
Az akkumulátorfejlesztés napjaink egyik vezető iparágává változhat. A megújuló energiaforrások nagy részének ugyanis szüksége van valamiféle energiatároló szerkezetre. Az akkuk beépítésében egyelőre a méretük szab határt, ám úgy tűnik, már az sem sokáig.
Amerikai kutatók ugyanis egy elektromikroszkópban létrehozták a világ legkisebb akkumulátorát, melynek anódja mindösszesen egyetlen darab, száz nanométer átmérőjű ónoxid-nanodrótból áll. Fontos technológiai módszert jelenthet a jövő lítium-ionos akkumulátorainak elkészítésénél. A kísérlet során azonban Jian Yu Huang, a Sandia National Laboratories kutatója csapatával érdekes meglepetésnek lehetett szemtanúja, hiszen a várttal teljesen ellentétesen a nanodrót a töltés hatására nemcsak, hogy megvastagodott, de hosszirányban is megnyúlt, majdnem kétszeresére.
A lítium-ionos akkumulátorok teljesítményfokozásához tehát nagy előrelépést jelenthet a nanodrótos kísérlet, hiszen ezzel a technológiával a nagyobb energia leadás mellett a tömegüket és méretüket is csökkenteni lehetne - írja a Der Standard. Az a felfedezés pedig, hogy a nanodrót nemcsak megvastagszik, hanem meg is nyúlik, mégpedig akár a kétszeresére is, azt jelenti, hogy a gyártóknak figyelembe kell venniük a töltés során bekövetkező méretek beli változásokat. Ebben az esetben ugyanis fennáll akár az esetlegesen bekövetkező rövidzárlat kockázata.
A nanodrótok viselkedésének megfigyelése már elegendő okot szolgáltatna arra, hogy kisebb méretű akkumulátorokat készítsenek a fejlesztők, azonban egyelőre nem ez a cél. A tudósok inkább még szeretnék tovább vizsgálni a kisméretű drótok viselkedését, ugyanis a töltésnél, valamint a kisütésnél lejátszódó folyamatok atomi szinten egyelőre még nem ismertek, ám az elektromikroszkópos vizsgálatok során válaszokat kaphatnak kérdéseikre. A mikroszkópban ugyanis nagyon jól meg lehet figyelni az anódon bekövetkezett változásokat, mégpedig valós időben.
Huang csapata az újfajta akkumulátorok megfigyelése közben egy másik jelenségre is figyelmes lett, mégpedig arra, hogy a töltés során a lítium-ionok a nanodrót mentén mozognak. Ez annyiból nagyon érdekes, hogy ilyenkor kialakul az úgynevezett medúza-zóna, ahol a lítium és az anód között olyan heves reakció lép fel, hogy a vékonyka drót azonnal meghajlik, sőt még be is pöndörödik. Jól látható tehát, hogy még mindig nagyon keveset tudunk az anyagok atomi szinten való működéséről, a köztük ható kölcsönhatásokról, valamint a külső behatások okozta változásokról.