Glāzgovas universitātes inženieru komanda ir izstrādājusi akumulatoru, lai litija jonu akumulatorus padarītu videi draudzīgākus.
Litija jonu akumulatori irnoderīga vieglas un kompaktas formas faktora kombinācija un spēja izturēt vairākus uzlādes un izlādes ciklus. Tas padarīja tos ideāli piemērotus lietošanai dažādās ierīcēs, tostarp klēpjdatoros, mobilajos tālruņos, viedajos pulksteņos un elektriskajos transportlīdzekļos.
Tāpat kā daudzas baterijas, arī litija jonu baterijassatur pozitīvu elektrodu, kas bieži izgatavots no litija-kobalta / mangāna oksīda vai litija-dzelzs fosfāta, un negatīvo elektrodu, kas bieži izgatavots no litija metāla. Uzlādes laikā litija joni plūst caur elektrolītu no pozitīvā elektroda uz negatīvo elektrodu, kur tie tiek uzglabāti. Lietošanas laikā joni plūst pretējā virzienā, elektroķīmiskās reakcijas rezultātā ģenerējot enerģiju ierīcēm.
Viens no skaitļa fiziskajiem ierobežojumiemEnerģija, ko var uzglabāt un atbrīvot, veidojot litija jonu akumulatorus, ir to elektrodu biezums. Biezāki elektrodi ierobežo litija jonu difūziju caur elektrodu, tādējādi ierobežojot litija jonu bateriju specifisko enerģiju. Palielinot elektrodu biezumu, samazinās arī to izturība pret deformācijām, padarot tos vairāk pakļautus plaisām. Tiklīdz elektrods saplīst, akumulators kļūst nelietojams.
Izstrādāja zinātnieki universitātes vadībāGlāzgovas mērķis ir panākt labāku līdzsvaru starp elektrodu izmēru un virsmas laukumu, to konstrukcijā ieviešot niecīgas nanoskaļļu un mikroskalu caurumus vai poras. Nogriežot elektrodu virsmu un iekšpusi ar porām, tie var ievērojami palielināt virsmas laukumu, salīdzinot ar cieto elektrodu ar vienādiem ārējiem izmēriem.
Lai to izdarītu, zinātnieki izmantoja piedevu ražošanas tehnoloģiju - 3D drukāšanu. Mērķis ir stingri kontrolēt katras poras lielumu un atrašanās vietu to elektrodos.
Viņi ielādēja savu 3D printeri ar savu izstrādātu materiālu, kas apvieno polilaktīnskābi, litija dzelzs fosfātu un oglekļa nanocaurules.
Kas ir polipienskābe? PLA (PolyLactic Acid, Polylactide) ir alifātisks termoplastisks polimērs, kas iegūts no 100% atjaunojamiem resursiem, piemēram, kukurūzas un kartupeļu cietes. Polimerizācijas rezultātā PLA veidojas poli(L-pienskābe) (PLLA). Šo PLA ķīmiskās un fizikālās īpašības ir pilnīgi identiskas
Tas ir bioloģiski noārdāms un palielina akumulatora pārstrādājamību.
Akumulators ar 300 mikronu elektrodu un porainību70% vislabāk darbojas, ja testē ar noteiktu jaudu 151 miliamperstundas uz gramu vai mAh / g, kas ir standarta mērs tam, cik daudz akumulatora var uzlādēt. Tas ir apmēram divas līdz trīs reizes lielāks par tradicionālā litija jonu akumulatora veiktspēju ar tāda paša biezuma cietu elektrodu.
Paaugstināta porainība un līdz ar to biezākā 300 mikronu elektroda lielāka platība ietekmēja arī akumulatora ietilpību, palielinoties par 158%.
Lasīt vairāk
Dzirdi, kā NASA reverators pārvietojas pāri Marsam
Fiziķi ir izveidojuši melnā cauruma analogu un apstiprinājuši Hokinga teoriju. Kur tas ved?
Cilvēks var izturēt ļoti zemu temperatūru arī bez siltuma avotiem