CNaukowcy z Appanish opracowali zrównoważoną baterię litowo-jonową niezawierającą kobaltu. Nowy akumulator ma o 60 procent większą gęstość energii niż tradycyjne akumulatory litowo-jonowe i może zapewnić wyższe napięcie 4,4 wolta. Ponadto akumulator jest stabilny przez długi czas i po 300 ładowaniach i rozładowaniach nadal ma 85 procent maksymalnej pojemności – napisali w specjalistycznym czasopiśmie Nature Sustainability naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego pod kierownictwem Atsu Yamady.
„Mamy przyjemność ogłosić nową alternatywę dla kobaltu, wykorzystującą nową kombinację pierwiastków znajdujących się w elektrodach, w tym litu, niklu, manganu, krzemu i tlenu” – cytuje Yamada w oświadczeniu wydanym przez jego uniwersytet.
Materiały te są bardziej powszechne, a ich produkcja i przetwarzanie są mniej problematyczne. Kobalt to rzadki pierwiastek, który wydobywa się tylko w kilku miejscach i zwykle w warunkach przyjaznych dla środowiska. Często pojawiają się doniesienia o niezabezpieczonych kopalniach i pracy dzieci.
Dlatego też ludzie od wielu lat poszukiwali niezawierającego kobaltu akumulatora litowo-jonowego, jak dotąd z niewielkim sukcesem. Yamada i jego koledzy z drużyny również musieli pokonać przeciwności losu. „Trudno było powstrzymać różne niepożądane reakcje, które wystąpiły we wczesnych wersjach nowego składu chemicznego akumulatorów, a które mogły znacznie skrócić ich żywotność” – mówi Yamada.
Ostatecznie specjalny skład elektrolitu odniósł sukces. W elektrolicie nośniki ładunku elektrycznego poruszają się pomiędzy dwiema elektrodami, gdy akumulator jest ładowany i rozładowywany.
Naukowcy wykorzystali LiFSI i FEMC jako elektrolity. Tworzy to warstwę ochronną na elektrodzie ujemnej, anodzie, która jest wykonana z tlenku krzemu.
reklama
Zaoszczędź na częściach i akcesoriach samochodowych dzięki WELT: Kupon Motointegratora
Warstwa ochronna zapobiega bezpośredniemu kontaktowi elektrody z elektrolitem. Bez niego anoda byłaby zbyt reaktywna i przez to niestabilna; Będzie stopniowo demontowany. Dzięki powłoce na anodzie akumulator wytrzymuje co najmniej 1000 cykli ładowania i rozładowania.
Naukowcy chcą poprawić bezpieczeństwo i żywotność swoich baterii. „Na razie jesteśmy pewni, że te badania doprowadzą do ulepszonych akumulatorów do wielu zastosowań” – mówi Yamada.
Opracowana przez niego i jego zespół badawczy koncepcja elektrochemiczna może zostać wykorzystana także w innych procesach. Naukowcy rozważają wytapianie rud, galwanizację i elektrolizę – na przykład rozszczepianie wody w celu wytworzenia wodoru.