Proboj super tehnologije litij-ionske baterije

Tim inženjera pod vodstvom 94-godišnjeg Johna Goodenougha, profesora na Cockrell School of Engineering sa teksaškog sveučilišta u Austinu i jednog od izumitelja litij-ionske baterije, razvio je prvu bateriju sa čvrstim ćelijama koja bi mogla dovesti do sigurnijeg i bržeg  punjenja te dugotrajnije punjive baterije za mobilne uređaje, električna vozila i stacionarnu pohranu energije.

Goodenoughov najnoviji proboj, završen u suradnji s višom znanstvenom suradnicom Cockrell škole  Mariom Helenom Braga, je jeftina, izdržljiva baterija koja je nesagorljiva i ima dugi vijek trajanja ciklusa (trajanje baterije) s visokom volumetrijskom gustoćom energije i brzom stopom punjenja i pražnjenja. Inženjeri su opisali svoju novu tehnologiju u nedavnom članku objavljenom u časopisu Energy & Environmental Science.

“Troškovi, sigurnost, gustoća energije, stope punjenja i pražnjenja i ciklus života su najvažniji za baterijski pogon automobila koji se sve šire usvaja. Vjerujemo da naše otkriće rješava mnoge probleme koji su inherentni u današnjoj bateriji“, rekao je Goodenough.

Istraživači su pokazali kako njihove nove baterijske ćelije imaju barem tri puta više gustoće energije od današnjih litij-ionskih baterija. Gustoća energije baterijske ćelije daje električnom vozilu njegov doseg, što znači da veća gustoća energije daje automobilu više vožnje između dva punjenja. Formulacija UT Austin baterije također omogućuje veći broj ciklusa punjenja i pražnjenja, što je jednako za dugotrajnije baterije, kao i veću brzinu punjenja (minute umjesto sati).

Današnje litij-ionske baterije koriste tekućinu elektrolita za prijenos litija između anode (negativne strane baterije) i katode (pozitivne strane baterije). Ako se baterija prebrzo puni, to može dovesti do formiranja dendrita ili “metalnih brkova” koji prelaze preko tekućih elektrolita, što uzrokuje kratki spoj koji može dovesti do požara i eksplozije. Umjesto tekućih elektrolita, istraživači se oslanjaju na staklene elektrolite koji omogućavaju korištenje anode alkalijskog metala bez formiranja dendrita.

Upotreba anode alkalijskog metala (litij, natrij ili kalij) – što nije moguće kod uobičajenih baterija – povećava gustoću katode i donosi dug ciklusa život. U pokusima, ćelije istraživača pokazale su više od 1.200 ciklusa s niskim otporom ćelija.

Osim toga, budući da čvrsti stakleni elektroliti mogu funkcionirati, ili imaju visoku provodljivost, na temperaturi od -20 Celzijevih stupnjeva, ovaj tip baterije u automobilu mogao bi dobro obavljati zadatke pod temperaturom ispod nule. Ovo je prva baterija cjelovitog čvrstog stanja  koja može raditi ispod 60 Celzijevih stupnjeva.

Braga je s kolegama počela razvijati čvrste staklene elektrolite dok je bila na Sveučilištu u Portu u Portugalu. Prije dvije godine počela je surađivati ​​s Goodenoughom i istraživačem Andrew J. Murchisonom na UT Austin. Braga je kazala kako je Goodenough donio razumijevanje sastava i svojstava čvrstih staklenih elektrolita koje je dovelo do nove verzije elektrolita koji su sada patentirani kroz Ured za komercijalizaciju tehnologija UT Austin.

Inženjerski stakleni elektroliti omogućuju im oblaganje i skidanje s alkalijskog metala na  katodi i anodi bez dendrita, što olakšava proizvodnju baterije.

Još jedna prednost je da ćelije baterije mogu biti izrađene od po okoliš prijateljskih materijala.

“Stakleni elektroliti omogućuju zamjenu litija za natrij. Natrij se vadi iz morske vode koja je široko dostupna“, kazala je Braga.

Goodenough i Braga nastavljaju i dalje unaprijeđivati svoja istraživanja vezana uz baterije i rade na nekoliko patenata. Nadaju se kako će u kratkom roku surađivati s proizvođačima baterija i testirati svoje nove materijale u električnim vozilima i uređajima za pohranu energije.

Ovo istraživanje podržano je od strane UT Austin, ali nema stipendija povezanih s ovim poslom. Ured za komercijalizaciju tehnologija UT Austin aktivno vodi pregovore licenčnih  ugovora s više tvrtki koje su angažirane na različitim baterijski-povezanim segmentima industrije.

Prijavi Članak U skladu s principima profesionalnog izvještavanja kao i poštivanje Kodeksa za štampu BiH čitaoci našeg portala mogu uložiti žalbu za objavljeni članak. Ulaganjem prigovora na neprofesionalne ili nepotpuno objavljene sadržaje na našem portalu, na nepravilnosti i nepoštovanje Kodeksa za štampu i online medije BiH, građani, zajedno sa novinarima, učestvuju u borbi za istinitu i pravovremenu informaciju, štiteći slobodu medija i informiranja, slobodu govora i svoje pravo na istinu. Prije nego što uložite vašu žalbu Vijeću za štampu BiH žalbu možete uložiti redakciji portala. Ukoliko niste zadovoljni našim odgovorom na vašu žalbu istu možete poslati i Vijeću za štampu BiH OVDJE.