Bateria na bazie granatu

Bateria na bazie granatu

Akumulatory litowo-jonowe mogą zwiększyć swoją wydajność, dzięki pomocy owocu granatu. Według naukowców z Uniwersytetu Stanforda, w tym Ampriusa Yi Cui, założyciela SLAC National Accelerator Laboratory, grupowanie maleńkich cząsteczek krzemu w twardej opoce węgla, na wzór nasion w owocu granatu, może być pomocne przy rozwoju przełomowego projektu następnej generacji baterii litowo-jonowych.

Akumulatory litowo-jonowe, tak powszechnie stosowane w życiu codziennym, składają się z trzech części: anody, katody oraz elektrolitów, w których jony litu poruszają się pomiędzy dwoma biegunami. Proces ten jest odwracalny, dzięki czemu pozwala ładować i rozładowywać baterię.

Naukowcy od dawna pragnęli wykorzystywać krzem w anodach akumulatora litowo-jonowego, ponieważ pozwala on pomieścić więcej energii na danej objętości niż tradycyjnie stosowany grafit. Taka krzemowa anoda może być również relatywnie mniejsza i lżejsza, przy zachowaniu i tak bardzo dużej gęstości energii.

Krzem może, jednak pogorszyć swoje właściwości, a nawet zostać zniszczony podczas cykli ciągłego ładowania i rozładowania. Mimo to, Cui zainicjował dotychczas wiele prac nad krzemowymi anodami, w szczególności w zakresie ich nanostruktur, co pozwoliłoby pozbyć się opisanego problemu.

Nowy projekt, który czerpie z natury, a dokładnie ze struktury owocu granatu, po dalszych badaniach ma sporą szansę na komercjalizację. Po fazie wstępnych eksperymentów, zespół badaczy twierdzi, że taka struktura może po 1000 cykli ładowania/rozładowywania zachowywać aż 97% bazowej pojemności. Otoczka węglowa wokół cząsteczek krzemu umożliwia przepływ prądu elektrycznego, lecz chroni krzem przed reakcją z elektrolitem.

Naukowcy opublikowali wyniki badań w czasopiśmie Nature Nanotechnology. Aby zapewnić wystarczająco trwałe i wydajne baterie dla naszych gadżetów i samochodów, potrzeba jeszcze z pewnością wiele tego typu innowacji. Miejmy, więc nadzieję, że to dopiero początek.

(rr)