Grafen zwiększa wydajność baterii litowo-jonowych

Grafen zwiększa wydajność baterii litowo-jonowych

Badacze z laboratorium United States Department of Energy’s Lawrence Berkeley stworzyli cynowo-grafenowy nanokompozyt do wielokrotnego ładowania akumulatorów litowo-jonowych, który pozwala na szybkie, powtarzające się ładowanie, bez degradacji ogniwa. Ta cecha według naukowców będzie znajdować zastosowanie w sektorze elektrycznych pojazdów.

„Bateria dla pojazdów elektrycznych musi być lekka, musi być w stanie naładować się szybko i w powtarzających się cyklach. W naszych badaniach wykazaliśmy, jak racjonalnie projektować nanoskalową architekturę baterii, która nie wymaga dodatków bądź spoiwa, by móc pracować.”, powiedział Zhang Yuengang, członek laboratorium molekularnego w Berkeley Lab’s.

Aby stworzyć tę baterię, naukowcy pracowali z cyną i grafenem, przezroczystym i bardzo dobrze przewodzącym materiałem. Ułożyli je naprzemienne cienkimi warstwami, tworząc nanokompozyt. Po tym, jak warstwy zostały uformowane, poddane zostały ogrzewaniu do 300°C w środowisku argonowo-wodorowym. Ciepło zmieniło cienki film cynowy w filary, które zwiększają wysokość warstwy. Naukowcy zwrócili uwagę na to, że wysokość pomiędzy warstwami grafenu ma wpływ na cykle elektrochemiczne baterii. Zmiana grubości warstwy cyny zwiększa wydajność elektrody.

„Tworzenie cynowych nanofilarów z cienkiej jej warstwy jest kluczowe dla tego systemu. Ponadto zmiana odległości pomiędzy górną i dolną warstwą grafenu również ma wpływ na zmianę ich wysokości.”, powiedział Liwen Ji, pracownik naukowy laboratorium molekularnego.

Naukowcy doszli do wniosku, że takie zachowanie się materiału może wpłynąć na szybkość ładowania oraz jej żywotność.

Pan Zhang miał wcześniejsze doświadczenia z grafenem. Starał się w przeszłości zbadać fluktuacje związane z jego przewodnością, a także „szum elektronów”, by zbadać naturę tego materiału.

Tylko w maju tego roku, inny wydział laboratoryjny – Brookheaven National Laboratory także zbadał możliwość grafenu w zwiększaniu wydajności superkondensatorów, które są podobne do baterii w zakresie przechowywania energii elektrycznej.

Podczas badań jednoznacznie stwierdzono, że grafen jako materiał, ma wielki potencjał w magazynowaniu energii.

(rr)