Bateria sodowa bez anody

Bateria sodowa bez anody

Naukowcy z USA zademonstrowali akumulator sodowo-jonowy bez anody, który na cykl zachowuje 99,93% swojej początkowej pojemności. Dzięki starannej minimalizacji zawartości wody w elektrolicie projekt był w stanie przezwyciężyć wiele problemów ze stabilnością.

Akumulatory bezanodowe lub zawierające anody z metali alkalicznych stanowią jedną z wielu możliwych ścieżek ulepszenia technologii akumulatorów. Ten typ baterii wykazuje jednak poważne problemy ze stabilnością, a tworzenie się dendrytów szybko prowadzi do zwarć lub znacznej utraty wydajności.

Rozwiązaniem tego problemu są akumulatory półprzewodnikowe, najczęściej zawierające anody litowo-metalowe. Jednak naukowcy pod kierunkiem Uniwersytetu w St. Louis zademonstrowali nowe podejście, które pozwoliło im wyprodukować działający akumulator bez anody, który wykazywał imponującą stabilność. Do tej pory nikt nie pokazał jakoby baterie bezanodowe mogły cechować się rozsądną żywotnością.

Akumulator osiągnął współczynnik zachowania pojemności 99,93% na cykl. „W naszym odkryciu nie ma dendrytów ani struktur przypominających palce" - powiedział Bingyuan Ma, główny autor artykułu. „Ten rodzaj wzrostu nigdy nie był obserwowany dla tego rodzaju metali alkalicznych" - dodał.

Grupa przypisuje sukces, przynajmniej częściowo, dłuższemu procesowi suszenia elektrolitu i zminimalizowaniu zawartości wody, zauważając, że nie jest to często traktowane jako główny problem w badaniach nad akumulatorami. Jeden z badaczy wskazuje, że „Zawartość wody musi być niższa niż 10 cząstek na milion".

Zespół był również w stanie lepiej obserwować mechanizmy działania baterii, projektując przezroczystą komórkę kapilarną. Umożliwiło im to łatwiejszą badanie działających ogniw, Wcześniejsze badania polegały na próbie rozebraniu baterii w celu ustalenia, co się z nimi stało. „Naprawdę liczy się niestabilność podczas dynamicznego procesu i nie ma metody, aby to scharakteryzować" - dodał Bai. „Wyraźnie widać, że brak dobrej kontroli jakości elektrolitu, skutkuje niestabilnościami, w tym tworzeniu się dendrytów".

Grupa badaczy twierdzi, że jej badania powinny obalić wiele wcześniejszych opinii na temat konstrukcji akumulatorów bez anod, a przyszłe badania można rozszerzyć na rozwój innych anod metalowych w akumulatorach z elektrolitem ciekłym. „Nasza praca dowiodła możliwości i znaczenia osiągnięcia idealnej stabilności międzyfazowej metalu alkalicznego w ciekłych elektrolitach" - podsumowali.

(SW)