Bezanodowe akumulatory o rekordowej gęstości energetycznej. Nawet 630 km w zasięgu

Opublikowane niedawno badanie w Advanced Functional Materials przedstawia dzieło zespołu badawczego POSTECH kierowanego przez profesora Soojin Park i doktoranta Sungjin Cho w Ulsan Institute of Science and Technology (UNIST). Ten opracował bezanodowe akumulatory litowe o wydajności tak wysokiej, że są stanie zapewnić długi czas pracy na jednym ładowaniu.
Bezanodowe akumulatory o rekordowej gęstości energetycznej. Nawet 630 km w zasięgu

Powstały bezanodowe akumulatory. Ich objętościowa gęstość energii wynosi 977 Wh/L, więc o 40% więcej od konwencjonalnych

W ogólnym rozrachunku koreański krajowy przemysł akumulatorowy od dawna angażuje się w poszukiwanie rewolucyjnych sposobów na zwiększenie pojemności akumulatorów poprzez wprowadzenie nowych technologii lub innych materiałów anodowych. Wspomniany zespół poszedł jednak w innym kierunku i tak oto powstał nowy bezanodowy akumulator i to daleki od eksperymentalnych kuzynów, bo mimo braku newralgicznej (wydawałoby się) części, oferuje nadal bardzo dużo.

Czytaj też: Plastik, który można poddawać recyklingowi w nieskończoność? Czym właściwie jest nowy supermateriał?

W praktyce akumulatory podczas pracy na bieżąco zmieniają strukturę materiałów anodowych, ponieważ jony litu przepływają do i z elektrody podczas powtarzającego się ładowania i rozładowywania. Z tego powodu pojemność akumulatorów z czasem maleje. Dlatego też dąży się do tego, aby umożliwić ładowanie i rozładowywanie tylko przy użyciu gołego kolektora prądu bez materiałów anodowych, dzięki czemu określająca pojemność akumulatora gęstość energii wzrośnie.

Czytaj też: Wodorosty jako separatory, czyli jak ulepszyć akumulatory sodowo-metalowe

Z takim podejściem wiązał się jednak problem – anoda puchła, a tym samym skracała się żywotność ogniw, co wynikało z braku stabilnego magazynu dla litu w anodzie. Wspomniany zespół przezwyciężył ten problem, opracowując akumulator bez anody w powszechnie stosowanym ciekłym elektrolicie na bazie węglanów poprzez dodanie substratu przewodzącego jony. Podłoże to nie tylko stworzyło warstwę ochronną anody, ale także pomogło zminimalizować jej rozszerzalność objętościową.

Czytaj też: Zdjęcia wykonane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba są teraz dostępne w nowym wydaniu. Zobaczcie sami

Wedle eksperymentów akumulator utrzymywała wysoką pojemność rzędu 4,2 mAh cm-2 i wysoką gęstość prądu 2,1 mA cm-2 przez długi czas w ciekłym elektrolicie na bazie węglanów. Zespół z powodzeniem zademonstrował też swoje dzieło w stanie stałym, wykorzystując oparty na siarczkach elektrolit stały. Przewiduje się, że ten akumulator przyspieszy komercjalizację baterii niewybuchowych, ponieważ utrzymuje wysoką pojemność przez dłuższy czas.

Mateusz ŁysońM
Napisane przez

Mateusz Łysoń

RedaktorZwiązany z mediami od 2016 roku. Twórca gier, autor tekstów przeróżnej maści, które można liczyć w dziesiątkach tysięcy oraz książki Powrót do Korzeni.