Точные структуры могут быть построены, чтобы оценить основные принципы иона и переноса электронов в наноструктурах для аккумулирования энергии и проверить пределы трехмерных технологий нанобатареи.Наноструктурированные батареи, когда правильно разработано и построено, предлагают обещание для поставки их энергии в намного более высокой власти и более долгой жизни, чем обычная технология. Чтобы сохранить высокую плотность энергии, наноструктуры (такие как нанопроводы) должны быть устроены как густые «леса наноструктуры», произведя трехмерные наноконфигурации, в которые могут быстро переместиться ионы и электроны. Исследователи построили множества нанобатарей в миллиардах заказанных, идентичных нанопор в шаблоне глинозема, чтобы определить, как хорошо ионы и электроны могут сделать свою работу в такой ультрамаленькой окружающей среде.
Нанобатареи были изготовлены атомным смещением слоя, чтобы сделать окисные нанотрубки для хранения иона в металлических нанотрубках для переноса электронов, вся внутренняя часть каждый конец нанопор. Крошечные нанобатареи работают чрезвычайно хорошо: они могут передать половину их энергии в просто 30-секундном обвинении или освободить от обязательств время, и они теряют только несколько процентов своей способности аккумулирования энергии после 1 000 циклов.
Исследователи приписывают эту работу рациональному дизайну и хорошо управляемой фальсификации нанотрубчатых электродов, чтобы приспособить движение иона в и и тесный контакт между тонкими вложенными трубами, чтобы гарантировать быстрый транспорт и для ионов и для электронов.Эта работа была выполнена в Университете Мэриленда и была поддержана Наноструктурами для Хранения Электроэнергии (NEES) Центр, энергетический Пограничный Научно-исследовательский центр, финансируемый Офисом САМКИ Науки, Офисом Базовых энергетических Наук.