Съхраняване на енергията — необходимост от по-добри батерии
Батериите използват електрохимични реакции за съхранение на електрическа енергия за последващо използване. Те са изработени от два електрода — отрицателен терминал (катод), положителен терминал (анод) — и електролит.
В сравнение с течните изкопаеми горива батериите съхраняват по-малки количества енергия за същото тегло или обем на материала. Това, заедно с разходите, наличността на суровини и относително бавната степен на презареждане, са някои от основните предизвикателства, пред които е изправена технологията на батериите днес.
Понастоящем литиево-йонните батерии са златният стандарт за съхранение на електроенергия. Те се използват в различни устройства, включително мобилна електроника и електрически автомобили. Бъдещото използване на батерии в тези устройства ще изисква по-голям капацитет за съхранение и по-бързи скорости на зареждане, както и по-ниски разходи.
Наноматериалите могат да помогнат за проектирането на по-добри батерии, като предоставят подобрени материали за катодите и анодите. Високата повърхност на наноматериалите, например графен, спомага за увеличаване на контакта между катодите, анодите и електролита, което позволява по-бързото зареждане на батериите.
Въглеродните нанотръби могат да се използват за създаване на силни, устойчиви електроди с висока механична цялост, като същевременно се запазва тяхната гъвкавост. Учените също така използват наноматериали, за да намалят износването на батериите и да гарантират, че те запазват капацитета си в продължение на много цикли на зареждане.
Наноматериалите могат също така да спомогнат за икономическата и техническата приложимост на технологиите за батерии, различни от литиево-йонните батерии. Технологиите за батерии разчитат на изобилие от суровини, поради което натриево-йонните батерии могат да бъдат подходящ заместител, тъй като натрият е по-достъпен от лития.