新型电池是第一个以水分解技术为核心的电池

现代手机内部有数十亿个可以打开和关闭的纳米级开关，使手机能够正常工作。这些称为晶体管的开关由通过单个电池输送的电信号控制。这种为多个组件供电的电池配置适用于当今的技术，但仍有改进的余地。每次将信号从电池传送到组件时，行程中会丢失一些电力。将每个组件与自己的电池耦合将是一个更好的设置，最大限度地减少能量损失和最大化电池寿命。然而，在当前的技术世界中，电池不足以允许这种布置 - 至少还没有。

现在，麻省理工学院林肯实验室和麻省理工学院材料科学与工程系在开发使用水分解技术的纳米级氢电池方面取得了进展。利用这些电池，研究人员的目标是提供更快的充电，更长的寿命和更少的能源浪费。此外，电池在室温下相对容易制造，并且在物理上适应独特的结构需求。

“电池是我们在实验室遇到的最大问题之一，”来自林肯实验室先进传感器和技术组的Raoul Ouedraogo说，他是该项目的首席研究员。“人们对高度微型化的传感器一直感兴趣，一直到人类头发的大小。我们可以制造这些类型的传感器，但是好运找到一个小的电池。当前的电池可以像硬币电池一样圆形，形状像如果我们有能力将自己的电池放在任何形状或几何形状上并且价格便宜，那么它就可以打开很多应用的大门。“

电池通过与周围空气中存在的水分子相互作用而获得电荷。当水分子与电池的反应性外部金属部分接触时，它被分成其组成部分 - 一分子氧和两分子氢。氢分子被困在电池内部，可以储存直到它们准备好使用。在这种状态下，电池被“充电”。为了释放电荷，反应反转。氢分子通过电池的活性金属部分向后移动并与周围空气中的氧气结合。

到目前为止，研究人员已经制造出厚度为50纳米的电池 - 比一缕人发更细。他们还证明了电池的面积可以从厘米到小到纳米。这种缩放能力使电池可以轻松集成在纳米级和微级晶体管附近，或接近毫米级和厘米级的元件和传感器。

“这项技术的一个有用特性是氧化物和金属层可以非常容易地形成纳米级定制几何图形，使得为特定应用构建复杂的电池图案或将它们沉积在柔性基板上变得简单，”Annie Weathers说。 ，该实验室的化学，微系统和纳米科技集团的工作人员，也参与该项目。

电池的功率密度也比大多数目前使用的电池高两个数量级。更高的功率密度意味着每个电池的功率输出更多。

“我认为这个项目的工作原理是我们都不是电池人，”Ouedraogo说。“有时需要外面的人来看新事物。”

目前，水分解技术用于产生氢气以满足大规模工业需求。该项目将是第一个应用该技术来制造电池的项目，并且规模要小得多。