Ο ηλεκτρολύτης ξύλου για μπαταρίες νέας γενιάς παρέχει αγωγιμότητα ρεκόρ

Οι σύγχρονες μπαταρίες λιθίου χρησιμοποιούν συνήθως έναν υγρό ηλεκτρολύτη για τη μεταφορά ιόντων μεταξύ δύο

ηλεκτρόδια, αλλά επιστήμονες που μελετούν το στερεόΟι εναλλακτικές έχουν ανακαλύψει μερικές συναρπαστικές δυνατότητες. Μεταξύ αυτών είναι οι συγγραφείς της νέας μελέτης, οι οποίοι χρησιμοποίησαν κυτταρίνη που προέρχεται από ξύλο ως βάση για έναν τέτοιο στερεό ηλεκτρολύτη. Είναι λεπτό σε χαρτί και μπορεί να λυγίσει και να ξελυγίσει ως απόκριση στους κύκλους της μπαταρίας.

Ποιο είναι το μειονέκτημα των σύγχρονων μπαταριών

Ένα από τα μειονεκτήματα των ηλεκτρολυτών που χρησιμοποιούνται σεΟι σύγχρονες μπαταρίες λιθίου είναι ότι περιέχουν πτητικά υγρά που ενέχουν κίνδυνο πυρκαγιάς σε περίπτωση βραχυκυκλώματος. Οι στερεοί ηλεκτρολύτες, εν τω μεταξύ, μπορούν να κατασκευαστούν από μη εύφλεκτα υλικά, να κάνουν τη συσκευή λιγότερο επιρρεπή στον σχηματισμό δενδριτών και θα μπορούσαν να ανοίξουν εντελώς νέες δυνατότητες για την αρχιτεκτονική της μπαταρίας.

Πολλά από τα μέχρι στιγμής ανεπτυγμένα στερεάΟι ηλεκτρολύτες κατασκευάστηκαν από κεραμικά υλικά που είναι εξαιρετικά αποτελεσματικά στην αγωγιμότητα των ιόντων, αλλά δεν μεταφέρουν πολύ καλά φορτία κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση λόγω της ευθραυστότητάς τους. Οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Μπράουν και στο Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ έψαχναν για μια εναλλακτική λύση και χρησιμοποίησαν ως αφετηρία νανοϊνίδια κυτταρίνης που βρέθηκαν στο ξύλο.

Τι προσφέρουν οι επιστήμονες

Αυτοί οι σωλήνες πολυμερούς από ξύλο συνδέθηκανμε χαλκό για τη δημιουργία ενός στερεού ιοντικού αγωγού που έχει αγωγιμότητα παρόμοια με κεραμικό και είναι 10 έως 100 φορές καλύτερος από άλλους ιοντικούς αγωγούς πολυμερών. Σύμφωνα με την ομάδα, αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η προσθήκη χαλκού δημιουργεί χώρο μεταξύ των αλυσίδων κυτταρινικού πολυμερούς για να σχηματιστούν «ιονικές υπερεθνικές οδούς», επιτρέποντας στα ιόντα λιθίου να ταξιδεύουν με ρεκόρ απόδοσης.

Και αφού το υλικό είναι λεπτό και εύκαμπτο, επιστήμονεςπιστέψτε ότι θα αντέξει καλύτερα τις καταπονήσεις που προκύπτουν από την κυκλική χρήση της μπαταρίας. Ισχυρίζονται επίσης ότι έχει ηλεκτροχημική σταθερότητα για να επιτρέπει τη χρήση ανόδου μετάλλου λιθίου και καθόδων υψηλής τάσης ή μπορεί να λειτουργήσει ως συνδετικό υλικό για πολύ παχύρρευστες καθόδους σε μπαταρίες υψηλής πυκνότητας.

Πηγή: brown.edu, nature, newatlas

Εικονογραφήσεις: Danilo Alvesd

</ p>