problem akumulatorów litowo-metalowych

Rozwiązano problem akumulatorów litowo-metalowych elektrochemicznymi impulsami

Kolejna „energetyczna rewolucja” i kolejny sposób na zapewnienie światu „akumulatorów nowej generacji”. Tym razem mamy dla Was dzieło naukowców z Oak Ridge National Laboratory, których owoc prac zasłużył sobie na publikacje w dzienniku ACS Energy Letters. Nic dziwnego, bo zespół wpadł na pomysł, jak rozwiązać być może największy problem akumulatorów litowo-metalowych. Wykorzystali do tego elektrochemiczne impulsy.

Jak zapewne wiecie z wielu podobnych ogłoszeń, jednym z kluczy do zrewolucjonizowania technologii akumulatorów, jest przejście z ciekłego na stały elektrolit. To właśnie ten może umożliwić działanie anod z metalicznego litu . Od dawna wiadomo jednak, że zbudowane z jego wykorzystaniem ogniwa dręczą problemy ze stabilnością, które ponoć można rozwiązać za pomocą impulsów elektrochemicznych. Tak przynajmniej uważają wspomniani naukowcy, chcący utorować drogę znacznie wytrzymalszym akumulatorom dla samochodów elektrycznych i smartfonów.

Czytaj też: Tesla 4680, to nowe ogniwa akumulatorowe Panasonica. Wydajniejsze, pojemniejsze i tańsze

Kolejna rewolucja energetyczna, czyli jak rozwiązać problem akumulatorów litowo-metalowych

Obecnie anody, czyli współpracujące z katodami w ogniwach elektrody, są wykonane z mieszanki grafitu i miedzi. To one ułatwiają przemieszczanie się jonów litu przez ciekły elektrolit. Chociaż radzą sobie z tym dobrze nawet dziś w grafitowo-miedzianej wersji, to już samo przestawienie ich materiału na czysty metaliczny lit wystarcza, aby znacząco zwiększyć finalną gęstość energetyczną danego ogniwa.

Wiemy o tym od dawna. Jednak odkąd tylko ten pomysł próbowano przekuć na coś rzeczywistego, okazało się, że bez odpowiedniej technologii problem niższej trwałości i bezpieczeństwa jest nie do przełknięcia. Innymi słowy, integracja litu metalicznego w akumulatorach nie jest taka prosta, dlatego nieustannie trwają badania nad rozwiązaniem tego problemu.

Tych pojawiło się już wiele, ale naukowcy trwają w swoich dążeniach, aby zapewnić światu możliwie najlepsze i najtańsze, więc tym samym najrozsądniejsze rozwiązanie. Część z nich stawia na to, że zastąpienie ciekłego elektrolitu tym stałym, jest w stanie tego dokonać i nie inaczej jest tym razem. Niestety przypadłością akumulatorów półprzewodnikowych jest problematyczne spajanie poszczególnych materiałów, które jest wymagane, jako że cykle ładowania i rozładowywania prowadzą do niestabilności połączeń i powodują powstawanie pustych przestrzeni.

Czytaj też: Ogromny potencjał zaklęty w żelaznych akumulatorach. Trwają prace nad ważnym magazynem

Odchodząc od dosyć prymitywnego sposobu eliminowania tych pustych przestrzeni z użyciem siły fizycznej z zewnątrz, naukowcy z ORNL odkryli, że mogą wyeliminować je poprzez zastosowanie krótkiego, wysokonapięciowego impulsu elektrochemicznego. Ten nie ma ponoć szkodliwego wpływu na akumulator i można go zastosować w celu przywrócenia prawie pierwotnego stanu pojemności danego ogniwa.

Ta metoda umożliwia wykorzystywanie całkowicie półprzewodnikowych akumulatorów bez przykładania zewnętrznej siły, która może uszkodzić ogniwo i jest niepraktyczna do wdrożenia podczas użytkowania baterii. W procesie, który opracowaliśmy, akumulator może być produkowany normalnie, a następnie można zastosować impuls w celu odmłodzenia i odświeżenia interfejsu, jeśli się zużyje.

– powiedział Ilias Belharouak, współkierujący projektem.

Czytaj też: Cukier wzbogacił akumulatory następnej generacji. Cel? Detronizacja akumulatorów litowo-jonowych

Po tym odkryciu naukowcy nie mają zamiaru stawać na laurach i kontynuują rozwijanie tej technologii. Eksperymentują obecnie z bardziej zaawansowanymi materiałami elektrolitowymi i poszukują sposobu integracji ich pomysłu w skali masowej.