Rewolucyjna bateria załaduje się w 5 minut. To może być przełom w motoryzacji

Naukowcy z amerykańskiej uczelni Cornell opracowali przełomowy akumulator, który nie tylko ładuje się w rekordowo krótkim czasie, to jeszcze może być znacznie mniejszy od obecnie stosowanych.

Publikacja: 25.01.2024 21:37

Długie ładowanie i mały zasięg wciąż zniechęcają do korzystania z aut elektrycznych

Długie ładowanie i mały zasięg wciąż zniechęcają do korzystania z aut elektrycznych

Foto: Adobe Stock

Zespół badawczy kierowany przez Lyndena Archera, profesora i dziekana Cornell Engineering, opracował nową baterię litową, którą można naładować w zaledwie pięć minut. Może to pomóc w rozwiązaniu problemów związanych z czasem ładowania pojazdów elektrycznych i przyczyni się do szybszego zwiększenia ich popularności. Naukowcy poinformowali właśnie o swoim odkryciu, które może mieć wpływ na motoryzację, ale też inne dziedziny jak elektronika.

Dążąc do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych pochodzących z transportu, kraje na całym świecie dążą do elektryfikacji różnych rodzajów transportu. Transport drogowy, taki jak samochody osobowe, autobusy i ciężarówki, stał na czele tej transformacji, a jej celem jest nawet wprowadzenie zakazu sprzedaży samochodów napędzanych paliwami kopalnymi w następnej dekadzie, co zapowiada już Unia Europejska.

Mniejszy rozmiar, większy zasięg

Dzięki postępowi technologicznemu najszybsza komercyjna ładowarka może naładować pojazd elektryczny w nie mniej niż 30 minut. Chociaż to zdecydowana poprawa w porównaniu z 8 godzinnymi cyklami ładowania typowej domowej ładowarki, nadal oczekiwane jest znaczne skrócenie tego czasu, aby umożliwić przyjęcie pojazdów elektrycznych na dużą skalę. - Jeśli możesz naładować akumulator pojazdu elektrycznego w pięć minut, nie musisz mieć akumulatora, który jest wystarczająco duży, aby zapewnić zasięg 500 mil – stwierdził prof. Lynden Archer w komunikacie prasowym. - Może to obniżyć koszty pojazdów elektrycznych, umożliwiając ich szersze zastosowanie - dodał.

Czytaj więcej

Zbliża się koniec ładowarek? Atomowa bateria smartfona starczy na 50 lat

Zespół Archera pracował już wcześniej nad problemem zbyt długiego ładowania akumulatorów litowo-jonowych. Jednakże podejście zespołu skupiło się na ruchu jonów w elektrolitach i ich krystalizacji na metalowych anodach. Zespół wykorzystał wiedzę w zakresie tych procesów, aby stworzyć bezpieczniejsze anody, które umożliwiają długotrwałe przechowywanie energii.

Aby opracować szybciej ładujący się akumulator, zespół przyjął nowe podejście, skupiając się na kinetyce reakcji elektrochemicznych. Naukowcy przyjrzeli się koncepcji zwanej liczbą Damköhlera, która mierzy szybkość reakcji i szybkość, z jaką materiał jest transportowany do miejsca reakcji. W efekcie opracowali przełomowy akumulator EV, który ładuje się w czasie krótszym niż 5 minut. Po szybkim naładowaniu nowej baterii litowej naukowcy zaobserwowali, że anoda indowa ma gładkie osadzenie elektrolityczne litowe, podczas gdy w przypadku innych materiałów anodowych mogą tworzyć się związki, które wpływają na wydajność baterii.

Jak w bateriach zastąpić ind

Jak podaje Interesting Engineering, Ind jest komercyjnie stosowany jako niskotemperaturowy lut do produkcji tlenku cyny indu, materiału powlekającego panele słoneczne i ekrany dotykowe. Naukowcy odkryli, że metal ma bardzo niską barierę energetyczną migracji, która może pomóc w ustaleniu szybkości dyfuzji jonów. Ma również dobrą gęstość prądu wymiennego, czyli stopień redukcji jonów na anodzie. Połączenie obu tych czynników zapewnia szybkie ładowanie i długotrwałe przechowywanie.

Czytaj więcej

Powstają baterie kwantowe. Bliski przełom w magazynowaniu i ładowaniu energii

- Kluczową innowacją jest to, że odkryliśmy zasadę projektowania, która pozwala jonom metali na anodzie akumulatora na swobodne przemieszczanie się, znajdowanie właściwej konfiguracji i dopiero wtedy uczestniczenie w reakcji magazynowania ładunku – dodał Archer. - Efekt końcowy jest taki, że w każdym cyklu ładowania elektroda znajduje się w stabilnym stanie morfologicznym. To właśnie zapewnia naszym nowym, szybko ładującym się akumulatorom zdolność wielokrotnego ładowania i rozładowywania przez tysiące cykli - wyjaśnia.

Badacz sugeruje, że połączenie tej technologii z bezprzewodowymi ładowarkami indukcyjnymi może pomóc w zmniejszeniu rozmiaru akumulatorów potrzebnych w pojazdach, a tym samym obniżeniu kosztów. Jednak jest też przeszkoda do pokonania. Ind jest bardzo ciężki i może nie nadawać się do produkcji akumulatorów. Zespół pracuje obecnie nad odkryciem innych lekkich materiałów, które mogłyby pełnić tę samą rolę co ind.

Czytaj więcej

Bateria, która nigdy się nie wyczerpie. Przełom jest bardzo blisko

Zespół badawczy kierowany przez Lyndena Archera, profesora i dziekana Cornell Engineering, opracował nową baterię litową, którą można naładować w zaledwie pięć minut. Może to pomóc w rozwiązaniu problemów związanych z czasem ładowania pojazdów elektrycznych i przyczyni się do szybszego zwiększenia ich popularności. Naukowcy poinformowali właśnie o swoim odkryciu, które może mieć wpływ na motoryzację, ale też inne dziedziny jak elektronika.

Pozostało 90% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Technologie
Sztuczna inteligencja kłamie i zmyśla. Sposób na to znaleźli Norwegowie
Technologie
Tego jeszcze nie było. Jeśli on wygra, sztuczna inteligencja będzie rządzić
Technologie
Sztuczna inteligencja przeorze firmy. Wiemy, kto może się bać
Technologie
Smartfon będzie ładowany raz na miesiąc i trwalszy. Rewolucja w bateriach
Akcje Specjalne
Firmy chcą działać w sposób zrównoważony
Technologie
Neuralink Elona Muska pozwany. Pracownica zaatakowana przez małpę w czasie testów
Materiał Promocyjny
Sztuczna inteligencja może być wykorzystywana w każdej branży