stel je een batterij voor die decennialang kan worden opgeladen. Niet meer het wegwerken van mobiele telefoons als gevolg van afnemende levensduur van de batterij. Geen stortplaatsen meer gevuld met lithium-ion batterijen.

Dit is een stap dichter bij de realiteit, dankzij het werk van onderzoekers van de Universiteit van Californië in Irvine.

De ontdekking die zou kunnen leiden tot ultra-lange levensduur batterijen gebeurde door serendipiteit. Een team van onderzoekers onder leiding van Reginald Penner, voorzitter van de faculteit scheikunde van de universiteit, was het bestuderen van nanodraden, kleine geleidende draden die grote belofte voor gebruik in batterijen tonen. Het probleem is dat nanodraden fragiel zijn en over het algemeen beginnen te rafelen en barsten na een bepaald aantal laadcycli.op een dag besloot Mya Le Thai, een promovendus in Penners lab, in een bevlieging om de vloeibare elektrolyt rond de nanodraad te vervangen door een gel-versie.

” ze begon deze gelcondensatoren te draaien, en toen kregen we de verrassing,” herinnert Penner zich. “Ze zei,’ dit ding heeft 10.000 cycli en het gaat nog steeds. Ze kwam een paar dagen later terug en zei: ‘het fietst al 30.000 cycli. Dat ging een maand door.”

Het team realiseerde zich dat ze iets speciaals aan hun handen hadden. Hoewel ze nog steeds niet zeker weten waarom het gebruik van een gelelektrolyt de nanodraden lijkt te voorkomen dat ze afbreken, hebben ze een hypothese. De gel, legt Penner uit, is ongeveer zo dik als pindakaas. De nanodraden, die honderden malen dunner zijn dan mensenhaar en gemaakt zijn van mangaanoxide, zijn voor 80 procent poreus. Na verloop van tijd sijpelt de dikke gel langzaam in de poriën in de nanodraden en maakt ze zachter. Deze zachtheid vermindert hun kwetsbaarheid.

“na 5.000 cycli met normale vloeistof, beginnen te breken,” Penner zegt. “En dan beginnen ze eraf te vallen. Dat gebeurt niet in de gel.”

Op dit moment werkt het team aan het testen van deze hypothese. Als het juist is, zullen ze blijven experimenteren met verschillende soorten materialen en gels om te zien wat het beste werkt. Mocht het werk stand houden, kunnen de gel-wrapped nanodraden uiteindelijk een onderdeel worden in ultra-langdurige batterijen. Dit is waarschijnlijk een aantal jaren op de weg, Penner zegt, hoewel hij is fielding gesprekken van bedrijven die geïnteresseerd zijn in de creatie van zijn lab.

” Het grote plaatje is dat er een heel eenvoudige manier kan zijn om nanodraden van het type dat we hebben bestudeerd te stabiliseren, ” zegt Penner. “Als dit in het algemeen waar blijkt te zijn, zou dat een grote vooruitgang zijn voor de gemeenschap.”

aangezien de meeste huishoudelektronica een levensduur heeft die wordt beperkt door andere factoren dan de levensduur van de batterij, kan een batterij die tien jaar of twee meegaat gemakkelijk langer leven dan het apparaat dat hij aandrijft.

” als je 100.000 cycli uit een lithium-ion batterij zou kunnen halen, zou dat kunnen betekenen dat je er nooit twee hoeft te kopen, ” zegt Penner. “We hebben het over een leven van 20 jaar, misschien zelfs langer dan dat.”