Forskare vid University of Maryland har uppfunnit en enda liten struktur som innehåller alla komponenter i ett batteri som de säger skulle kunna åstadkomma den ultimata miniatyriseringen av energilagringskomponenter.

Strukturen kallas en nanopor:ett litet hål i ett keramiskt ark som rymmer elektrolyt för att bära den elektriska laddningen mellan nanorörselektroder i vardera änden. Den befintliga enheten är ett test, men det bitiga batteriet fungerar bra. Förste författare Chanyuan Liu, en doktorand i materialvetenskap och teknik, säger att den kan laddas helt på 12 minuter, och det kan laddas upp tusentals gånger.

Ett team av UMD -kemister och materialforskare samarbetade i projektet:Gary Rubloff, chef för Maryland NanoCenter och professor vid Institutionen för materialvetenskap och teknik och vid Institute for System Research; Sang Bok Lee, en professor vid Institutionen för kemi och biokemi och Institutionen för materialvetenskap och teknik; och sju av deras doktorsexamen studenter (två nu examen).

Många miljoner av dessa nanoporer kan packas ihop till ett större batteri som är lika stort som ett frimärke. En av anledningarna till att forskarna tycker att denna enhet är så framgångsrik är att varje nanopor är formad precis som de andra, vilket gör att de kan packa ihop de små tunna batterierna effektivt. Medförfattaren Eleanor Gillettes modellering visar att nanoporbatteriets unika design är ansvarig för dess framgång.

Utrymmet inuti hålen är så litet att utrymmet de tar upp, allt sammanlagt, skulle inte vara mer än ett sandkorn.

Nu när forskarna har batteriet igång och har visat konceptet, de har också identifierat förbättringar som kan göra nästa version 10 gånger mer kraftfull. Nästa steg till kommersialisering:uppfinnarna har utformat strategier för att tillverka batteriet i stora omgångar.