A Glasgow-i Egyetem mérnökei olyan akkumulátort fejlesztettek ki, amely környezetbarátabb lítium-iont állít elő
A lítium-ion akkumulátoroka könnyű és a kompakt forma tényezőjének, valamint a többféle töltési és kisütési ciklus ellenállásának hasznos kombinációja. Ez tette őket ideálissá sokféle eszközben, beleértve a laptopokat, mobiltelefonokat, okosórákat és elektromos járműveket.
Mint sok elem, úgy a lítium-ion akkumulátorok ispozitív elektródot tartalmaznak, gyakran lítium-kobalt / mangán-oxidból vagy lítium-vas-foszfátból, és negatív elektródot tartalmaznak, gyakran lítium-fémből. Töltés közben a lítiumionok az elektroliton keresztül áramolnak a pozitív elektródától a negatív elektródig, ahol tárolódnak. Használat közben az ionok ellentétes irányban áramlanak, és elektrokémiai reakció révén energiát generálnak az eszközök meghajtására.
A szám egyik fizikai korlátozásaA lítium-ion akkumulátorok kialakításával tárolható és felszabadítható energia az elektróda vastagsága. A vastagabb elektródák korlátozzák a lítiumionok elektródán keresztüli diffúzióját, ezáltal korlátozva a lítium-ion akkumulátorok fajlagos energiáját. Az elektródák vastagságának növelése csökkenti a deformációval szembeni ellenálló képességüket is, így hajlamosabbak a repedésekre. Amint az elektróda megszakad, az akkumulátor használhatatlanná válik.
Tudósok fejlesztették az egyetem vezetésévelGlasgow célja, hogy jobb egyensúlyt érjen el az elektródák mérete és felülete között azáltal, hogy apró nanoméretű és mikroszkópos lyukakat vagy pórusokat vezet be a tervezésbe. Az elektródák felületének és belsejének pórusokkal történő vágásával jelentősen megnövelhetik a felületet az azonos külső méretekkel rendelkező szilárd elektródához képest.
Ehhez a tudósok additív gyártási technológiát - 3D nyomtatást - használtak. A cél az, hogy szigorúan ellenőrizzék az egyes pórusok méretét és elhelyezkedését elektródáikban.
3D nyomtatójukat egy általuk kifejlesztett anyaggal töltötték fel, amely ötvözi a tejsavat, a lítium-vas-foszfátot és a szén nanocsöveket.
Mi az a politejsav? A PLA (PolyLactic Acid, Polylactide) egy alifás, hőre lágyuló polimer, amely 100% -ban megújuló erőforrásokból, például kukoricából és burgonyakeményítőből származik.A polimerizáció révén a PLA poli(L-tejsav) (PLLA) képződéséhez vezet.Ezeknek a PLA-knak a kémiai és fizikai tulajdonságai pontosan azonosak
Biológiailag lebontható és növeli az akkumulátor újrafeldolgozhatóságát.
Akkumulátor 300 mikronos elektródával és porozitással70% -uk akkor teljesített a legjobban, ha 151 milliamperóra / gramm, vagy mAh / g fajlagos kapacitással tesztelték, ami az akkumulátor töltöttségének szokásos mértéke. Ez körülbelül kétszer-háromszorosa a hagyományos lítium-ion akkumulátor teljesítményének, azonos vastagságú szilárd elektródával.
A megnövekedett porozitás és ezért a legvastagabb 300 mikronos elektróda nagyobb felülete is befolyásolta az akkumulátor kapacitását, 158% -kal nőtt.
Olvass tovább
Hallja, ahogy a NASA Perseverance roverje áthalad a Marson
A fizikusok létrehozták a fekete lyuk analógját, és megerősítették Hawking elméletét. Hova vezet?
Az emberek hőforrások nélkül is ellenállnak a nagyon alacsony hőmérsékletnek