Bola vytvorená anóda, ktorá výrazne urýchľuje nabíjanie lítium-iónových batérií

Napriek všetkým pokusom nájsť dôstojnú náhradu za lítium-iónové batérie, stále kraľujú na trhu so skladovaním energie. Vedci sa preto okrem hľadania alternatív zaoberajú aj vylepšením existujúcej batérie.

Výskumný tím z Holandska teda navrhol a už otestoval nový dizajn batérie, ktorý sľubuje výrazne vyššie rýchlosti nabíjania. A to všetko vďaka novej architektúre anódy vyrobenej z oxidu nióbu a volfrámu.

Ako bola vytvorená nová anóda

Po dôkladnom preštudovaní princípu pohybu lítia medzi elektródami (v batérii) vedecká skupina Univerzita v Twente navrhla nový dizajn anódy, v architektúre ktorej sú špeciálne nanokanály. Vďaka nim prechádza tok lítiových iónov oveľa rýchlejšie a s menšími oneskoreniami.

S cieľom získať takúto novú anódu sa rozhodlo opustiť klasický grafit a nahradiť ho sľubným materiálom - oxidom wolfrámu nióbu (NbWO).

Tento materiál bol prvýkrát použitý v batériách ešte v roku 2018, kedy boli inžiniermi na univerzite v Cambridge vypočítali a navrhli aj batériu, ktorá vykazovala veľmi slušné výsledky, čo sa týka rýchlosti nabíjanie / vybíjanie.

Univerzitní inžinieri sa vydali trochu inou cestou, rozhodli sa materiál otestovať, keď sa jeho častice zmenšia na nanorozmer.

Z tohto dôvodu sa rozhodlo, že sa zapáli NbWO a tým získať nanočastice s veľkosťou od 10 do 100 nanometrov.

Zvláštnosťou týchto mikročastíc teda bolo, že, ako sa ukázalo, boli schopné prechádzať iónmi lítia na svoje hranice takmer bez prekážok.

Nové anódové testy a možnosti ich použitia

Po prijatí novej anódy začal tím aktívne testovať novú batériu. Ukázalo sa teda, že ak nanočastice v anóde nepresiahnu veľkosť 100 nanometrov, potom sa rýchlosť litiácie oxidu wolfrámu nióbu významne zvyšuje.

Napriek takýmto povzbudivým testom sa inžinieri neponáhľajú s hlasnými vyhláseniami. A to všetko preto, lebo nová batéria má značnú nevýhodu: jej rozmery sú oveľa väčšie ako u lítium-iónových náprotivkov s grafitovou anódou.

Z tohto dôvodu nie je oblasť použitia nových batérií taká široká. Napríklad v elektrických vozidlách sa také batérie nemôžu používať. Pretože v takom prípade sa batéria do auta jednoducho nezmestí.

Rýchle nabíjanie / vybíjanie nových batérií však umožňuje ich použitie napríklad v systémoch akumulácia vo výrobe takzvanej zelenej energie (solárne panely, veterné generátory a atď.). Nové batérie je možné navyše používať v stacionárnych elektrárňach.

Práce na modernizácii existujúcich vzoriek pokračujú a vedci dúfajú, že sa im podarí optimalizovať parametre novej batérie. A tým zvýšiť jeho atraktivitu pre komerčné využitie.

Ak sa vám materiál páčil, potom sa nám páči, prihlásiť sa na odber a zanechať komentár. Ďakujem za pozornosť!