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加州大学河滨分校有一名叫扎卡里˙费佛斯(Zay Favors)的研究生,其致力于开发出更好的锂离子电池。
当他在圣克莱蒙特(San Clemente)冲浪的时候,突然想到了沙滩上的沙子。而沙子又主要由石英(二氧化硅)组成,这促使他想要钻研得更深透一点。
为了找到石英比例较高的沙地,他逛遍全美并寻访了德克萨斯州的锡达河水库(Cedar Creek Reservoir),收集了一些沙样并带到了该校伯恩斯工程学院(Bourns College of Engineering)的实验室,这也是他与工程教授Cengiz和Mihri Ozkan所共事的地方。
在将原料研磨到纳米尺度之前,需要经过一系列的纯化步骤(看起来像糖粉)——提纯研磨后的粉末与盐、镁共同加热——盐扮演了吸热剂的角色,而镁元素则会去除掉石英中的氧元素,从而提炼出纯硅。
更重要的是,在上述过程中,其形成了一致性的、具有多孔和三维海绵状的纯纳米硅。而孔隙又是改进电池阳极性能的关键——因为它提供了更大的表面积,并允许锂离子更迅速地行进。
该团队已经开发出了一颗硬币般大小、使用新型硅纳米阳极的成品。据说比传统锂离子电池有着更显著的性能(3倍电池容量),有助于减少移动电话的充电间隔、或者电动汽车等设备昂贵的更换费用。
目前,研究人员正在寻找量产方法,并把硬币大小的锂离子电池提升到手机电池那么大。该技术已经申请专利,详细内容已发表在《科技报告》(Scientific Reports)期刊上。[编译自:Gizmag , 来源:University of California, Riverside]
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