Træelektrolyt til ny generation af batterier giver rekordledningsevne

Moderne lithiumbatterier bruger typisk en flydende elektrolyt til at overføre ioner mellem to

elektroder, men forskere studerer fast stofalternativer har opdaget nogle spændende muligheder. Blandt dem er forfatterne til den nye undersøgelse, som brugte cellulose afledt af træ som grundlag for en sådan fast elektrolyt. Den er papirtynd og kan bøjes og løsne sig som reaktion på battericyklusser.

Hvad er ulempen ved moderne batterier

En af ulemperne ved elektrolytter brugt imoderne lithium-batterier er, at de indeholder flygtige væsker, der udgør en risiko for brand i tilfælde af kortslutning. Faste elektrolytter kan i mellemtiden fremstilles af ikke-brændbare materialer, hvilket gør enheden mindre tilbøjelig til dendritdannelse og kan åbne op for helt nye muligheder for batteriarkitektur.

Mange af de hidtil udviklede solideelektrolytter blev fremstillet af keramiske materialer, der er yderst effektive til at lede ioner, men ikke bærer belastninger særlig godt under opladning og afladning på grund af deres skrøbelighed. Forskere ved Brown University og University of Maryland ledte efter et alternativ og brugte cellulosenanofibriller fundet i træ som udgangspunkt.

Hvad forskere tilbyder

Disse polymerrør lavet af træ blev forbundetmed kobber for at skabe en solid ionisk leder, der har keramisk-lignende ledningsevne og er 10 til 100 gange bedre end andre polymer ioniske ledere. Ifølge teamet skyldes det, at tilsætningen af ​​kobber skaber plads mellem cellulosepolymerkæderne for at danne "ioniske supermotorveje", hvilket tillader lithiumioner at rejse med rekordeffektivitet.

Og da materialet er tyndt og fleksibelt, forskernetror, ​​at det bedre vil modstå de belastninger, der opstår ved cyklisk brug af batteriet. De hævder også, at den har elektrokemisk stabilitet til at tillade brug af en litiummetalanode og højspændingskatoder, eller at den kan fungere som bindemiddel for supertykke katoder i batterier med høj densitet.

Kilde: brown.edu, natur, newatlas

Illustrationer: Danilo Alvesd

</ p>