Metaliczne ogniwo litowe

Baterie litowo-jonowe, w które wyposażona jest większość współczesnych telefonów komórkowych czy laptopów posiadają szereg zalet. Ich ładowanie może odbywać się bez pełnego rozładowania, dzięki czemu zawarta w nich energia może być uzupełniana w dowolnym momencie bez zagrożenia uszkodzeniem. Ponadto są energetycznie gęste i wykonane z materiałów przyjaznych dla środowiska. Z drugiej strony, posiadają kilka specyficznych wad, takich jak brak możliwości szybkiego ładowania czy formowanie dendrytów.

Ta ostatnia jest najbardziej znacząca z punktu widzenia rozwoju technologii. Dendryty to struktury o charakterze włókien, tworzące się podczas pracy litowej elektrody. Ich negatywne działanie polega na tworzeniu spontanicznych zwarć pomiędzy anodą i katodą. W jego wyniku bateria przestaje działać, a w skrajnych warunkach może nawet zapłonąć lub eksplodować. Obecność tego problemu skutkuje niemożnością budowy elektrody z metalicznego litu, zamiast niego stosowane są jego związki. Te natomiast cechują się niższą gęstością energetyczną i brakiem możliwości szybkiego ładowania.

Dotychczas kolejne badania materiałowe skupiały się na odkrywaniu związków chemicznych, które będą charakteryzowały się wyższą efektywnością. Z całkowicie innej strony podszedł do problemu James Tour, naukowiec pracujący na amerykańskim Rice University. Prace jego zespołu badawczego skupiły się na poznaniu zjawiska tworzenia dendrytów i przeciwdziałaniu mu. Podczas badań zauważyli, że wykorzystanie nanorurek węglowych pozwala na zastosowanie metalicznego litu. Gdy taka nanowęglowa struktura zostanie pokryta tym metalem, niekorzystne zjawisko nie powstaje.

Choć w ten sposób zbudowano jedynie katodę – czyli de facto mniej niż połowę przyszłego ogniwa, pierwsze testy okazały się bardzo obiecujące. Pojemność rzędu 3,35 miliamperogodziny na gram, która jest bliska do maksymalnej materiałowej, oznacza około dziesięciokrotne większą ładowność takiego urządzenia w porównaniu do wykorzystywanych obecnie. Jednocześnie wiadomo, że wynalazek amerykańskich badaczy przetrwał 500 cykli ładowań i rozładowywań, po których jego efektywność nie spadła poniżej 80% początkowej. To statystycznie dwa lata użytkowania przeciętnego elementu tego typu.

James Tour zapewnia, że prace nad katodą idą pełną parą i po wysokich inwestycjach w badania, komercyjne wykorzystanie tej technologii jest praktycznie pewne.

Previous Article

Tesla rezygnuje z baterii 90 kWh

Next Article

Hipar – polski producent turbin wiatrowych i trackerów fotowoltaicznych

Dodaj komentarz