Nowa technologia wśród baterii

Baterie mogą zyskać duży skok wydajności dzięki laboratorium w Oak Ridge, którego odkrycie zwiększyło moc, energię, gęstość, bezpieczeństwo, a przede wszystkim znacznie zmniejszy czas ładowania.

Zespół kierowany przez Hansan Liu, Gilbert’a Brown’a oraz Parans’a Paranthamana z wydziału energetyki, w Laboratorium Nauk Chemicznych odkryli, że dwutlenek tytanu tworzy wysoce pożądane materiały, które zwiększają powierzchnię oraz zapewniają krótki czas ładowania-rozładowywania w przypadku baterii litowo-jonowych. W porównaniu do konwencjonalnych technologii, czas ładowania oraz pojemność są o wiele lepsze.

„Możemy naładować nasze baterie do 50% pojemności w sześć minut, natomiast tradycyjna bateria ładowana tym samym prądem wykazałaby 10% naładowania,” powiedział Liu.

W porównaniu do komercyjnych materiałów litowo-tytanowych, ORNL oferuje większą pojemność 256mAh w porównaniu do 165mAh na gram. Krzywa rozładowania jest bardzo pochylona. Cecha ta w połączeniu z faktem, że tlenki są ekstremalnie bezpieczną i trwałą alternatywą dla komercyjnego grafitu, wpisują się w trend hybrydowych pojazdów elektrycznych i aplikacji o wysokich mocach.

Wyniku, opublikowane nie dawno w „Advanced Materials”, mogą również mieć szczególne znaczenie dla zastosowania w stacjonarnych systemach magazynowania energii słonecznej, wiatrowej oraz w inteligentnych sieciach przesyłowych. Dwutlenek tytanu z polimorficznym brązem ma również tę zaletę, że jest potencjalnie niedrogi.

Sercem przełomu jest architektura dwutlenku tytanu, nazywana mezoporowatą TiO2 mikrosferą, której pory i kanały pozwalają na swobodny przepływ jonów podobnie jak w kondensatorze. Pozwala to na szybki czas ładowania i rozładowywania.

„Badania teoretyczne pozwoliły odkryć, że zachowania pseudopojemnościowe są spowodowane inikalną absorpcją litu w strukturze TiO2-B. Mezoporowata mikrosfera TiO2-B ma wspaniały współczynnik ceny do jakości.”, piszą badacze w artykule.

Paranthaman zauważył, że kształt mikrosfery pozwala na tradycyjną produkcję elektrod i pozwala tworzyć zwarte warstwy. Zaobserwował jednak również, że proces produkcji jest skomplikowany i wymaga wielu kroków. Kwestią otwartą pozostaje, czy struktura ta jest skalowalna.

(rr)