Akumulatory półprzewodnikowe zdaję się znakomitą alternatywą dla wiodących nadal prym litowo-jonowych. Podstawową różnicą między nimi jest to, że w akumulatorach półprzewodnikowych jony poruszają się w ciele stałym, w litowo-jonowym w ciekłym elektrolicie.
Czytaj też: Dokonali zupełnie nowego spojrzenia na akumulatory litowo-jonowe. W taki sposób stworzyli lepsze elektrody
Dzięki tej różnicy baterie zbudowane z półprzewodników mogą być mniejszych rozmiarów, oferować szybsze ładowanie i dłuższą żywotność. Jednakże cechuje je również wysoka awaryjność – wystarczy drobna zmiana w ich strukturze wewnętrznej, aby bateria zużyła się szybciej lub doszło nawet do zwarcia.
Na łamach Nature Materials pojawiły się wyniki badań, w ramach których zaobserwowano, gdzie i w jaki sposób dochodzi do awarii w działaniu akumulatorów. W pracach brali udział naukowców z Uniwersytetu Princeton. Przyjrzeli się oni ziarnom kryształów w stałym elektrolicie akumulatora. Okazało się, że nieregularność w strukturze krystalicznej jest powodem awarii.
Akumulatory półprzewodnikowe już bez wad? Trochę to jeszcze potrwa
Badacze wykorzystali synchrotron w Argonne National Lab, gdzie wytworzono silną wiązkę promieni rentgenowskich, za pomocą których obserwowano, jak wygląda akumulator półprzewodnikowy na poziomie minerałów w trakcie pracy.
Zdaniem naukowców, wiedza o tych nieregularnościach utrudniających jednolity przepływ jonów w stałym elektrolicie jest cenna do tego, aby w przyszłości konstruować mniej awaryjne akumulatory półprzewodnikowe.
Czytaj też: Ten akumulator litowo-jonowy wytrzyma naprawdę ekstremalne temperatury. Wiadomo, jak go stworzono
A jest o co walczyć, ponieważ takie akumulatory mają zazwyczaj ceramiczne lub szklane elektrolity. Ponadto do ich budowy można stosować materiały o większej gęstości energetycznej, w tym chociażby metaliczny lit. Ponadto dzięki stałem elektrolitowy akumulatory są mniejsze, więc doskonale będą pasować do samochodów elektrycznych.
