Baterie nowej generacji coraz bliżej

Baterie nowej generacji coraz bliżej

Baterie nowej generacji coraz bliżej

Naukowcy z Uniwersytetu Standforda przedstawili swoje najnowsze osiągnięcie, zbliżające do zbudowania anody z czystego litu. Użytkownicy przenośnego sprzętu elektronicznego często mają problemy ze zbyt krótkim działaniem baterii, skracającym zadowolenie z użytkowania tych urządzeń.

Battery_Icon_by_ApprenticeOfArt1

Badania prowadzone przez wiele ośrodków naukowych nad coraz doskonalszymi akumulatorami są jednymi z najważniejszych dziedzin, wyznaczających kierunek rozwoju nowych technologii, a wiadomo, że bez energii, żadne, nawet najdoskonalsze urządzenie działać nie będzie. W dobie mobilnej elektroniki i u progu rewolucji w motoryzacji, wielcy producenci zdają sobie z tego  sprawę i nie szczędząc środków finansowych,a nawet zlecają placówkomnaukowym na całym świecie prace nad tym zagadnieniem. A Ci chętnie startują do wyścigu po nowe, cenne  patenty. Jeśli uda się w praktyce zwiększyć pojemność baterii, np. czterokrotnie w stosunku do obecnej technologii, to byłoby to ekscytujące. Umożliwi to 2- lub 3-krotne wydłużenie żywotności baterii, lub budowę samochodu elektrycznego o zasięgu 500 km w cenie 25.000 dolarów. Znane doskonale z codziennego życia baterie litowo-jonowe składają się, podobnie jak większość baterii, z trzech podstawowych elementów: elektrolitu, anody i katody. Podczas ładowania, pozytywnie załadowane jony litu akumulowane są w negatywnie naładowanej anodzie – tworzonej dzisiaj najczęściej z krzemu lub węgla. Inżynierowie od lat zdają sobie sprawę z tego, że zbudowana z litu anoda pozwoliłaby na zwielokrotnienie możliwości baterii, dzięki nieporównywalnej z innymi materiałami zdolności gromadzenia ładunków. Problemw tym, że taka anoda podczas  gromadzenia ładunków rozszerza się nierównomiernie, powodując w materiale szczeliny, przez które następnie uciekają cenne jony litu, tworząc dendryty, które z kolei powodują spięcia i szybko kończą żywot baterii. Drugim problemem jest wysoka reaktywność litowej anody z elektrolitem (szybkie jego zużycie), a trzecim ciepło wytworzone podczas ich kontaktu. Ostatni problem dał o sobie znać w ostatnich miesiącach, gdy najnowsze baterie w samochodach Tesla oraz w samolotach Dreamliner ulegały zapłonowi…

Idealna powłoka ochronna dla anody z litu musi być chemicznie stabilna, by uniemożliwić reakcje z elektrolitem oraz mechanicznie wytrzymała, by wytrzymać rozszerzanie litu podczas ładowania. Rozwiązanie przedstawione przez zespół naukowców z Uniwersytetu Stanforda to powłoka, którą twórcy nazwali nanosferami. Węglowa nanosfera przypomina plaster miodu i tworzy elastyczny, uniwersalny i niereaktywny filtr o grubości 20 nanometrów. Naukowcom udało się osiągnąć 99% wydajności kulombowskiej dla anody litowej przy 150 cyklach, co oznacza olbrzymi postęp w badaniach. Do 99,9% wydajności, kiedy baterie mogłyby zostać wprowadzone na rynek, jeszcze trochę brakuje, ale badacze są dobrej myśli i wierzą, że trochę pracy inżynierskiej i zastosowanie nowych elektrolitów pozwoli zrealizować praktyczną i stabilną litową anodę, która zasili akumulatory nowej generacji.

Źródło: phys.org

Zobacz też

Czujnik jakości powietrza w sypialni

Czujnik jakości powietrza w sypialni

15 grudnia 2022
Jaki wentylator idealnie sprawdzi się do sypialni?

Jaki wentylator idealnie sprawdzi się do sypialni?

15 grudnia 2022
Oświetlenie w sypialni – na co zwrócić uwagę?

Oświetlenie w sypialni – na co zwrócić uwagę?

15 grudnia 2022
Jaki budzik wybrać do sypialni?

Jaki budzik wybrać do sypialni?

15 grudnia 2022
Jaki oczyszczacz powietrza wybrać do sypialni?

Jaki oczyszczacz powietrza wybrać do sypialni?

15 grudnia 2022
Dyfuzor powietrza – dlaczego jest tak istotny w sypialni?

Dyfuzor powietrza – dlaczego jest tak istotny w sypialni?

15 grudnia 2022

Inne z kategorii Aktualności

Konkurs Osobowość Roku 2021 – edycja 6

Konkurs Osobowość Roku 2021 – edycja 6

9 stycznia 2022
K-SURGE – systemy ochrony przeciwprzepięciowej i ograniczników przepięć SPD.

K-SURGE – systemy ochrony przeciwprzepięciowej i ograniczników przepięć SPD.

4 lutego 2019
Polska reprezentacja na 124. Canton Fair w Chinach

Polska reprezentacja na 124. Canton Fair w Chinach

8 października 2018