Zespół naukowców z kilku niemieckich instytucji takich jak Uniwersytet Justusa Liebiga w Giessen, Uniwersytetu w Marburgu czy Instytutu Badawczego im. Maxa Plancka oraz z kanadyjskiego Uniwersytetu Toronto badali potencjał zastosowania anody krzemowej w akumulatorach o stałym elektrolicie. Wyniki ich prac możemy zobaczyć na łamach czasopisma Nature Materials.
Czytaj też: Świetne akumulatory w Chinach? Ponoć elektryki przejadą dzięki nim więcej kilometrów
Przypomnijmy tylko, że akumulatory ze stałym elektrolitem (ang. solid-state batteries) bywają nazywane niekiedy też „półprzewodnikowymi”. W przeciwieństwie do baterii litowo-jonowych nie posiadają ciekłego elektrolitu. Dzięki temu teoretycznie mogą prezentować o wiele większą pojemność i prędkość ładowania. Niestety nic nie jest idealne. Akumulatory tej klasy bardzo łatwo również ulegają degradacji. Jednym z przykładów uszkodzeń w trakcie pracy są dendryty – metaliczne, drzewkowate struktury, które pojawiają się na elektrodach.
Akumulatory z anodą krzemową. Materiał znamy z fotowoltaiki, a teraz sprawdzono, czy nadaje się do baterii
Badacze z Niemiec postanowili sprawdzić, czy zastąpienie anody materiałem krzemowym będzie miało jakikolwiek sens. Krzem doskonale znamy z branży fotowoltaicznej – jest to materiał budujący panele słoneczne instalowane masowo dzisiaj na całym świecie. Teoretycznie mógłby on też dobrze sprawdzać się w akumulatorach z uwagi wysoką pojemność właściwą.
Czytaj też: Energetyczny wynalazek 2w1. Ten materiał zbawi akumulatory i coś jeszcze ważniejszego
W rezultacie wykazano pewien potencjał anody krzemowy jako skutecznej elektrody w akumulatorze półprzewodnikowym. Niemniej naukowcy dodają, że wymagane jest jeszcze przeprowadzenie szeregu badań nad „dostrojeniem” warstw międzyfazowych i tego, jak one powstają na granicach anody i elektrolitu. To tam dochodzi do wielu uszkodzeń i szybkiej utraty pojemności anody.
Czytaj też: Samochody elektryczne doczekały się zbawiciela. Giganci połączyli siły i chcą zrewolucjonizować akumulatory
Jak czytamy w komunikacie prasowym Uniwersytetu w Giessen, potrzeba dodatkowych koncepcji materiałowych, aby przezwyciężyć ten impas związany z chemicznym i chemomechanicznym starzeniem się anod. Warstwa międzyfazowa z polimeru może być częściowym tego rozwiązaniem, ale to zagadnienie będzie musiało jeszcze być pogłębione. Tak czy owak, autorzy badań nie wykluczają sensu anody krzemowej – być może akumulator z takim komponentem za jakiś czas (liczony w latach) zawita w jakimś praktycznym zastosowaniu.
