Алексей Андреев
На прошлой неделе компания NEC сообщила о том, что совместно с двумя японскими институтами разработала топливные элементы, которые способны давать в десять раз больше электричества, чем современные литиевые батарейки того же веса.
Топливные элементы такого рода вырабатывают энергию в результате химической реакции между водородом и кислородом (естественно, реакция должна быть контролируемой, поскольку в противном случае может произойти взрыв). В качестве топлива они могут использовать чистый водород, природный газ (метан) или другие углеводородные соединения (метанол).
Однако одной из главных проблем при разработке таких элементов питания являются электроды, которые должны быть достаточно миниатюрными и при этом обеспечивать достаточно широкую поверхность для контакта с электролитом.
В топливных элементах NEC в качестве электродов используются фуллерины – особо прочные углеродные структуры, в которых атомы углерода соединяются в замкнутые ячейки. Данные ячейки могут быть затем “сцеплены” в микроскопические “фигуры” разной геометрии. Самыми известными на сегодняшний день являются нанотрубки цилиндрической формы.
Три года назад команда исследователей NEC под руководством Сумио Иидзима (который, кстати, и открыл нанотрубки в 1991-м) создала особую нанотрубку под названием “нанорог” (nanohorn). “Нанорог” имеет бОльшую поверхность за счет того, что фуллериновый “листок” свернут в виде конуса.
Именно эти микроскопические конусы, поверхность которых “нафарширована” атомами платины, используются как электроды в новых топливных элементах NEC. Специалисты NEC подчеркивают, что необходимо будет еще поэкспериментировать с различными формами углеродных нанотрубок для улучшения работы новых батареек.
Однако уже сейчас они обещают, что мощность новых батареек будет как минимум в десять раз больше самых лучших на настоящий момент литиевых батарей того же веса и цены. NEC планирует, что ее новые топливные элементы питания поступят в продажу где-то между 2003 и 2005 годом.
Аналогичные топливные элементы с использованием углеродных нанотрубок разрабатывает и компания Sony. Компания надеется, что новые элементы питания найдут широкое применения в ее портативных компьютерах и других электронных устройствах.
Тремя днями ранее на прошлой неделе компания IBM объявила, что ею был создан “первый в мире вычислительный элемент в одной молекуле”, который тоже выполнен на углеродной нанотрубке.
В данном случае нанотрубка с “вкрапленными” в нее атомами калия играет роль полупроводника в микроскопическом логическом вентиле NOT. Как отмечают в IBM, выходной сигнал с нановентиля достаточно силен для того, чтобы передавать его на другие логические элементы – а те, в свою очередь, также могут быть построены из наноторубок.
По словам представителей IBM, “углеродные нанотрубки являются в настоящее время главным кандидатом для замены кремния, который уже не позволяет сделать микросхемы меньше”. Нанотрубка, использованная в IBM для постройки логического элемента, имеет радиус около 10 атомов. Она в 500 раз тоньше, чем кремниевые элементы, используемые в настоящее время в микросхемах.
IBM собирается начать разработки полноценных чипов на основе наноторубок в течение ближайших двух лет. Но промышленное производство подобных микросхем начнется только лет через 10-15.
Интересно, что с заменой лития на спирт (в батарейках) и кремния на углерод (в логических элементах) компьютеры все больше приближаются к органической жизни.
 |
|
| ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ |  |
|
|
| МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ | |
В полупроводниковых нанотехнологиях произошел прорыв – 28.04.01
Мобильник на водородном топливе с термоядерной подзарядкой – 19.04.01