Baterie litowe są tak popularne i tak powszechnie wykorzystywane ze względu na wysoką gęstość energii, lekkość i niższą emisję dwutlenku węgla. Te zalety sprawiają, że idealnie nadają się do smartfonów, kompaktowej elektroniki użytkowej, a nawet technologii eksploracji kosmosu.
Istnieją dwa główne typy baterii litowych. Baterie litowo-jonowe, bardziej powszechna odmiana, zasilają codzienne urządzenia, takie jak laptopy i smartfony, oraz baterie litowo-metalowe, które oferują jeszcze większą gęstość energii i mają potencjalne zastosowania w robotyce, transporcie i innych zaawansowanych gałęziach przemysłu.
Jakie wady mają baterie litowe?
Jednak baterie litowo-metalowe mają poważną wadę: ich produkcja opiera się na żrących, niebezpiecznych materiałach, a ich działanie jest utrudnione przez niepożądane reakcje uboczne, które pogarszają wydajność i zagrażają bezpieczeństwu użytkowania.
Okazuje się jednak, że dodatki do tych baterii pomagają stabilizować interfejsy, zwiększając w ten sposób ich wydajność i bezpieczeństwo. Badania przeprowadzone przez naukowców z saudyjskiego Uniwersytetu Nauki i Techniki Króla Abdullaha – KAUST wykazały, że nylon, polimer, który jest stosowany w ubraniach, można rozpuścić w łagodnym roztworze litu, aby działał jako dodatek do baterii litowo-metalowych. Rezultatem są baterie bardziej wydajne, o dłuższej żywotność i wykazujące niewiele reakcji ubocznych.
Naukowcy przebadali chemię oddziaływań nylonu i litu, w tym kluczowych wiązań molekularnych i okazało się, że nylon można rozpuścić w znacznie łagodniejszych rozpuszczalnikach niż wcześniej sądzono, aby uzyskać lepszą wydajność baterii.
Czytaj więcej
Naukowcy z Uniwersytetu w Bristolu i brytyjskiego Urzędu Energii Atomowej (UKAEA) opracowali pierwszą na świecie baterię diamentową, która wykorzys...
„Polimery zawsze były trudne do rozpuszczenia w typowych elektrolitach baterii. Przeprowadziliśmy intensywne badanie właściwości chemicznych i zmodyfikowaliśmy strukturę solwatacji i oddziaływania” - wyjaśnił Zhiming Zhao, naukowiec podoktorancki na KAUST, który jest jednym z autorów badania. Jego zespół badawczy skupia się na budowaniu rozwiązań w zakresie energii odnawialnej i magazynowania, takich jak wyższa gęstość energii i bezpieczniejsze baterie.
To może być przełom w magazynowaniu energii
Profesor Husam Alshareef, przewodniczący Centrum Doskonałości KAUST ds. Odnawialnych Źródeł Energii i Technologii Magazynowania (CREST), podkreślił szerszy wpływ tego odkrycia. „Mój zespół badawczy poświęca się budowaniu rozwiązań w zakresie odnawialnych źródeł energii i magazynowania, takich jak większa gęstość energii i bezpieczniejsze baterie, aby przyspieszyć wdrażanie dekarbonizacji w Królestwie. To odkrycie obiecuje tańsze i bezpieczniejsze rozwiązania” - dodał.
To odkrycie może doprowadzić do bezpieczniejszych, trwalszych i bardziej przystępnych cenowo rozwiązań w zakresie magazynowania energii, ale także przynieść innowacje innym branżom od elektroniki użytkowej po transport.
