Ciekawy

Japońscy inżynierowie opracowują samonaprawiające się akumulatory

Japońscy inżynierowie opracowują samonaprawiające się akumulatory

Jeśli chodzi o baterie, które zasilają dziś większość naszego świata, dwa elementy mają ogromne znaczenie: ich żywotność i pojemność. Naukowcy nieustannie pracują nad udoskonaleniem obu tych aspektów.

Zmniejszona pojemność pamięci

Dziś mamy baterie litowo-jonowe i sodowe. Chociaż oba są bateriami o dużej mocy, powtarzające się cykle ładowania i użytkowania mogą znacznie zepsuć ich żywotność i zmniejszyć ich pojemność z czasem.

ZWIĄZANE Z NIM: CZY ULTRAKAPACITORY MOGĄ WYMIENIĆ BATERIE W PRZYSZŁOŚCIOWYCH POJAZDACH ELEKTRYCZNYCH?

Teraz inżynierowie z Uniwersytetu Tokijskiego wymyślili sposób uniknięcia tego problemu poprzez zaprojektowanie samonaprawiających się akumulatorów. Profesor Atsuo Yamada i jego zespół wymyślili innowację, która nie tylko wydłuża żywotność akumulatorów, ale także może zapewnić im większą pojemność.

Baterie zwykle składają się z warstw materiału metalicznego. Gdy akumulatory ładują się i rozładowują, warstwy te zaczynają być niszczone i tworzą pęknięcia zwane błędami układania.

Te wady zmniejszają zdolność akumulatorów do przechowywania i dostarczania ładunku. Przyczyną tej degradacji jest to, że materiał jest utrzymywany razem przez słabą siłę zwaną siłą Van der Waalsa.

Siła ta jest łatwo zniwelowana przez nacisk wywierany na akumulatory podczas ładowania i użytkowania. Jednak Yamada i jego koledzy wymyślili nowy materiał, który może wytrzymać ten stres.

Siły Van der Waalsa

Wykazali, że jeśli akumulator jest wykonany z materiału modelowego - tlenku z warstwą redoks tlenową (Na2RuO3), nie tylko zmniejsza się degradacja w wyniku cykli ładowania i rozładowania, ale warstwy faktycznie naprawiają się samoczynnie. Dzieje się tak, ponieważ Na2RuO3 jest utrzymywane razem przez siłę zwaną przyciąganiem kulombowskim, która jest znacznie silniejsza niż siła Van der Waalsa.

„Oznacza to, że baterie mogą mieć znacznie dłuższą żywotność, ale także można je wypchnąć poza poziomy, które obecnie je uszkadzają” - powiedział Yamada. „Zwiększenie gęstości energii baterii ma ogromne znaczenie dla realizacji zelektryfikowanego transportu”.


Obejrzyj wideo: Dlaczego warto ładować akumulator (Grudzień 2021).