Innowacyjny akumulator z MIT

Innowacyjny akumulator z MIT

Każdy znany obecnie akumulator litowo-jonowy podczas swojego cyklu pracy zmienia objętość - w skrajnych przypadkach nawet dwukrotnie. Pokłosiem tego procesu są zmiany w okładzinach elektrod i ubytki litu będące bezpośrednią przyczyną spadku jego wydajności. Z problemem tym poradzili sobie naukowcy z MIT we współpracy z chińskim Uniwersytetem Tshinghua.

Badaczom udało się opracować sztywną obudowę zbudowaną z nanocząsteczek. Zamknięta w niej elektroda zmienia swój rozmiar, nie mając wpływu na kształt obudowy. Testowana koncepcja ma szansę drastycznie zwiększyć żywotność i pojemność akumulatorów.

Konstrukcja nie mogłaby zostać zrealizowana, gdyby naukowcy nie zastosowali glinu jako anody baterii. Stworzyli oni nanocząstki obudowane ditlenkiem tytanu, w których umieścili glin zmieniający swój rozmiar podczas ładowania/rozładowywania.

Dzisiejsze akumulatory litowo-jonowe wykorzystują jako anodę grafit, jednak naukowcy wciąż szukają alternatywy ze względu na osiąganie niskich pojemności. Glin bije pod tym względem grafit na głowę aż 8-krotnie. Jego wadą są jednak spore zmiany gabarytowe, których powstawanie powoduje przerywanie połączeń, rozkład elektrolitu oraz wytrącanie się SEI (solid-electrolyte-interphase), które degraduje elektrolit.

Aby sobie z tym poradzić, naukowcy stworzyli strukturę przypominającą jajko, która posiada płynne wnętrze nie wpływające na jej zewnętrzną formę. Skorupka z ditlenku tytanu oddziela glin od płynnego elektrolitu, zapobiegając niepożądanym efektom. Tak powstała elektroda posiada aż czterokrotnie większą pojemność w stosunku do akumulatorów litowo-jonowych. Jeżeli bateria przejdzie dalsze testy forsowane przez badaczy, jej komercjalizacja stanie się wyłącznie formalnością.

(rr)