Med inspiration från träd, Forskare har utvecklat ett batteri tillverkat av en träskiva belagd med tenn som lovar att bli en liten, långvarig, effektiv och miljövänlig energikälla. Deras rapport om enheten—1, 000 gånger tunnare än ett pappersark — visas i journalen Nanobokstäver .

En träskiva belagd med tenn kan göra en liten, långvarig, effektivt och miljövänligt batteri.

Men prova det inte hemma än – komponenterna i batteriet som testats av forskare vid University of Maryland är tusen gånger tunnare än ett papper. Använder natrium istället för litium, som många laddningsbara batterier gör, gör batteriet miljövänligt. Natrium lagrar inte energi lika effektivt som litium, så att du inte ser det här batteriet i din mobiltelefon – istället, dess låga kostnad och vanliga material skulle göra det idealiskt att lagra enorma mängder energi på en gång – som solenergi i ett kraftverk.

Befintliga batterier skapas ofta på styva baser, som är för spröda för att stå emot den svullnad och krympning som sker när elektroner lagras i och förbrukas från batteriet. Liangbing Hu, Teng Li och deras team fann att träfibrer är tillräckligt smidiga för att låta deras natriumjonbatteri hålla mer än 400 laddningscykler, vilket placerar den bland de längsta hållbara nanobatterierna.

"Inspirationen bakom idén kommer från träden, sa Hu, en biträdande professor i materialvetenskap. "Träfibrer som utgör ett träd innehöll en gång mineralrikt vatten, och är därför idealiska för att lagra flytande elektrolyter, gör dem inte bara till basen utan till en aktiv del av batteriet."

Huvudförfattaren Hongli Zhu och andra teammedlemmar märkte att efter att ha laddat och laddat ur batteriet hundratals gånger, träet hamnade skrynkligt men intakt. Datormodeller visade att rynkorna effektivt lindrar stressen i batteriet under laddning och laddning, så att batteriet kan överleva många cykler.

"Att trycka natriumjoner genom tennanoder försvagar ofta tennens anslutning till dess basmaterial, sa Li, en docent i maskinteknik. "Men träfibrerna är tillräckligt mjuka för att fungera som en mekanisk buffert, och kan därmed ta emot tennförändringar. Detta är nyckeln till våra långvariga natriumjonbatterier."