Instalki.pl » Aktualności » Technika » Musisz ładować smartfona codziennie lub co dwa dni? Powstała bateria, która to zmieni
Poniedziałek, 06 Styczeń 2020 12:22, Wpisany przez Anna Borzęcka
bateria li s
Najwydajniejsza bateria litowo-siarkowa na świecie.

Tak, tak – wiem co sobie w tej chwili myślcie. Przecież co chwilę słyszy się o kolejnych innowacyjnych bateriach, które mają przewyższać baterie litowo-jonowe jonowe pod każdym względem, a które ostatecznie nigdy nie otrzymują szansy, by ujrzeć światło dzienne. Bateria nad którą pracują badacze z Monash University w Australii ma jednak rzeczywiste szanse na powodzenie. Wygląda na to, że jej komercjalizacja jest tuż za rogiem.

Uczeni z Monash University opracowali baterię litowo-siarkową, która pod względem wydajności może przewyższać baterię litowo-jonową co najmniej czterokrotnie. Jak twierdzą badacze, dzięki niej smartfony będzie można ładować raz na pięć dni, a elektryczne samochody dopiero po przejechaniu 1000 kilometrów.

Nad bateriami litowo-siarkowymi pracuje się nie od dzisiaj, a to dlatego, że mają one ogromny potencjał. Oferują bowiem pięciokrotnie większą pojemność energetyczną w stosunku do masy niż baterie litowo-jonowe. Wadą baterii litowo-siarkowych, które powstały dotychczas, była jednak dużo mniejsza trwałość.

Badacze z Monash University obeszli problem trwałości baterii litowo-siarkowych, tworząc nową architekturę wiązań między cząsteczkami wewnątrz baterii. Inspiracją dla uczonych była unikatowa architektura wiązań zastosowana po raz pierwszy w latach 70. XX wieku, w przetwarzaniu sproszkowanych detergentów.

„Ironicznie, głównym wyzwaniem związanym z masowym wykorzystaniem baterii litowo-siarkowych było do tej pory to, że pojemność elektrody siarkowej jest tak duża, iż ta nie jest w stanie poradzić sobie z wiążącym się z tą pojemnością obciążeniem.”, powiedziała doktor Mahdokht Shaibani, główna autorka pracy, w której opisano baterię. „Zamiast tego ta rozpada się, tak jak ludzie czasem łamią się pod wpływem stresu.”

smartfon ladowanie


Jak wyjaśnia Shaibani, wspomniane obciążenie sprawia, że odkształcają się kluczowe komponenty akumulatora. W szczególności chodzi o węglową macierz, która jest odpowiedzialna za przekazywanie elektronów do siarki będącej izolatorem oraz o polimerowe spoiwo, które te materiały ze sobą łączy. Przerwanie ich połączenia prowadzi do gwałtownego pogorszenia wydajności akumulatora.

Podczas gdy we wcześniejszych bateriach litowo-siarkowych wspomniane polimerowe spoiwo tworzyło bardzo gęstą sieć, z bardzo niewieloma pustymi przestrzeniami, zupełnie inaczej jest w nowym akumulatorze z australijskiego uniwersytetu. Zespół badaczy zastosował ten sam polimer, jednakże przetworzył go inaczej, tworząc sieć niebywale silnych mostów łączących węglową macierz i cząstki siarki. Sieć ta dużo lepiej radzi sobie z powstającymi naprężeniami niż dotychczasowe rozwiązanie.

Podczas testów bateria uczonych z Monash University dawała bardzo obiecujące rezultaty. Po 200 cyklach pracy jej wydajność spadła zaledwie o 1 procent, co zdaniem naukowców jest niespotykane w przypadku baterii o tak dużej pojemności.

W ciągu najbliższego roku badacze zamierzają przetestować swoją baterię w bardzo szerokim zakresie – sprawdzając, jak ta radzi sobie w elektrycznych samochodach, w magazynowaniu energii pochodzącej z paneli fotowoltaicznych, i nie tylko. Na przeprowadzenie tych testów ma pozwolić im ponad 2,5 miliona dolarów funduszy uzyskanych od australijskiego rządu i międzynarodowych partnerów.

Uczeni złożyli już wniosek o opatentowanie swojej technologii. Co ciekawe, najwięksi producenci baterii z Chin i Europy zdążyli wyrazić zainteresowanie produkcją omawianego akumulatora litowo-jonowego na dużą skalę.

Źródło: Science Advances