Истражувачите со децении пробуваа да го искористат потенцијалот на цврстите литиум-метални батерии кои држат значително повеќе енергија во истиот волумен и се полнат за мал дел од времето во споредба со традиционалните литиум-јонски батерии.
Долготрајните батерии со брзо полнење се клучни за проширување на пазарот на електрични возила, но денешните литиум-јонски батерии не го исполнуваат потребното – тие се претешки, прескапи и премногу долго се полнат.
„Литиум-металната батерија се смета за свет грал на хемијата на батериите заради високиот капацитет и густината на енергијата“, рече Ксин Ли, извонреден професор по наука за материјали на Факултетот за инженерство и применета наука на Харвард Џон А. Паулсон (SEAS).
„Но, стабилноста на овие батерии отсекогаш била слаба“.
Сега Ли и неговиот тим дизајнираа стабилна батерија, литиум-метал, цврста состојба, која може да се полни и празни најмалку 10 000 пати со голема густина на енергија. Истражувачите го поврзаа новиот дизајн со комерцијален високо-енергетски катоден материјал и велат дека оваа технологија на батерии може значително да го зголеми животниот век на електричните возила за да бидат споредливи со бензинците, на 10 до 15 години без потреба од замена на батеријата. Со својата висока енергетска густина, батеријата може да го отвори патот за електрични возила кои можат целосно да се полнат во рок од 10 до 20 минути.
Големиот предизвик со литиумските метални батерии отсекогаш била хемијата. Литиумските батерии при полнењето ги движат литиумските јони од катодата до анодата. Кога анодата е изработена од литиум метал, на површината се формираат иглични структури наречени дендрити. Овие структури растат како корени во електролитот и ја пробиваат бариерата што ги одделува анодата и катодата, предизвикувајќи батеријата да се сврти во краток спој или дури и да се запали.
За да го надминат овој предизвик, Ли и неговиот тим дизајнираа повеќеслојна батерија која прави сендвичи во материјалите со различна стабилност помеѓу анодата и катодата. Оваа повеќеслојна, повеќенасочна батерија спречува продирање на литиум дендрити, не со запирање, туку со нивно следење и задржување.
“Замислете батеријата како сендвич. Прво доаѓа лебот – литиумска метална анода, па следи салатата – графитен слој. Потоа, слојот од домати – првиот електролит, и слојот од сланина – вториот електролит. Завршувате со последното парче леб – катодата“, наведува Ли и додава дека новата батерија исто така се самолекува бидејќи нејзината хемија и овозможува да ги затвори отворите создадени од дендритите.
Ли истакнува дека ова е само доказ за концептот и дека производството на вакви батерии во голем обем ќе биде голем предизвик, но тој верува дека и ова ќе се реши во блиска иднина кога нашите електрични автомобили ќе работат на батерии кои никогаш нема да треба да се менуваат и ќе се полнат онолку колку што денес ги полниме класичните автомобили со бензин.
Извор: Business-magazine.ba