Istraživači pronašli jednostavan trik koji može da produži vek litijum-jonskih baterija

Istraživači su možda pronašli način da litijum-jonske baterije traju znatno duže, bez skupih promena u dizajnu ćelija i bez novih proizvodnih linija. Umesto toga, rešenje dolazi iz neočekivanog pravca. Iz organske hemije.

Tim naučnika sa University of Maryland, koji vodi Čunšeng Vang, razvio je metod kojim se na katodi baterije formira stabilan zaštitni sloj, nešto što je decenijama predstavljalo veliki problem u industriji baterija. Najvažnije je to što se ovaj pristup oslanja na postojeće materijale i standardne proizvodne procese, što ga čini realnim kandidatom za masovnu primenu.

Preporučujemo

Svaka litijum-jonska baterija ima istu osnovnu strukturu. Anodu, katodu i elektrolit kroz koji se litijumovi joni kreću tokom punjenja i pražnjenja. Tokom vremena, elektrolit se razgrađuje i stvara tanke zaštitne filmove koji stabilizuju rad baterije. Na anodi se taj zaštitni sloj formira prirodno i relativno stabilno. Na katodi je situacija potpuno drugačija.

Katoda radi u znatno agresivnijem, oksidativnom okruženju. Zbog toga se klasični elektroliti tamo razgrađuju prebrzo, bez mogućnosti da se formira dugotrajan zaštitni sloj. Upravo tu su istraživači napravili pomak.

Vangov tim je promenio način na koji se elektrolit razgrađuje. Korišćenjem reakcije poznate iz organske hemije, učinili su elektrolit prijemčivijim za prenos elektrona. Rezultat je kontrolisana razgradnja elektrolita, koja vodi ka ravnomernom i stabilnom sloju na površini katode.

Još važnije, taj sloj nije univerzalan. Istraživači su pokazali da se njegov sastav može podešavati. Deblji sloj pruža veću stabilnost i duži vek trajanja, dok tanji sloj omogućava brži protok jona i veću snagu, ali uz kraći životni vek baterije. To znači da se baterije mogu prilagoditi različitim potrebama, od dugotrajnog skladištenja energije do električnih vozila visokih performansi.

Ovakva fleksibilnost otvara vrata potpuno novom načinu optimizacije baterija. Prema rečima Mišela Armana iz istraživačkog centra CIC energiGUNE, formiranje stabilnog sloja na katodi predstavlja veliki korak ka dužem cikličnom veku baterija. On ističe da je dodatna prednost to što je metoda kompatibilna sa postojećim standardima bezbednosti i proizvodnje.

Ipak, važno je naglasiti da je tehnologija još u ranoj fazi testiranja. Tačno produženje životnog veka baterija još nije precizno izmereno, ali naučnici veruju da je snaga ovog pristupa upravo u njegovoj jednostavnosti. Prema Vangovim rečima, u pitanju je relativno mala izmena postojećih baterija, koja bi, nakon bezbednosnih i dugotrajnih testova, mogla da stigne i do krajnjih korisnika.

Ako se ova metoda pokaže pouzdanom u praksi, mogla bi značajno da utiče na potrošačku elektroniku, električna vozila i energetske sisteme, bez velikih potresa u industriji.

(Telegraf.rs)