Byla vytvořena anoda, která výrazně urychluje nabíjení lithium-iontových baterií

Navzdory všem pokusům o nalezení důstojné náhrady za lithium-iontové baterie stále vládnou na trhu s ukládáním energie. Kromě hledání alternativ se proto vědci zabývají také vylepšováním stávajících baterií.

Vědecká skupina z Nizozemska tedy navrhla a již otestovala nový design baterie, který slibuje výrazně vyšší rychlosti nabíjení. A to vše díky nové architektuře anody vyrobené z oxidu niobu a wolframu.

Jak byla vytvořena nová anoda

Po důkladném prostudování principu pohybu lithia mezi elektrodami (v baterii), vědecká skupina University of Twente navrhla nový design anody, v jehož architektuře existují speciální nanokanály. Díky nim prochází tok lithiových iontů mnohem rychleji as menšími zpožděními.

Za účelem získání takové nové anody bylo rozhodnuto opustit klasický grafit a nahradit jej slibným materiálem - oxidem wolframu niobu (NbWO).

Tento materiál byl poprvé použit v bateriích již v roce 2018, kdy byli inženýři na univerzitě v Cambridge vypočítali a navrhli také baterii, která vykazovala velmi slušné výsledky, pokud jde o rychlost nabíjení / vybíjení.

Univerzitní inženýři se vydali mírně odlišnou cestou, rozhodli se materiál otestovat, až se jeho částice sníží na nanoměřítko.

Z tohoto důvodu bylo rozhodnuto zapálit NbWO a tím získat nanočástice o velikosti od 10 do 100 nanometrů.

Zvláštností těchto mikročástic tedy bylo, že, jak se ukázalo, byly schopny procházet ionty lithia na svých hranicích téměř bez překážek.

Nové anodové testy a možnosti jejich použití

Jakmile byla přijata nová anoda, tým zahájil aktivní testování nové baterie. Ukázalo se tedy, že pokud nanočástice v anodě nepřesahují velikost 100 nanometrů, pak se rychlost lithiace oxidu wolframu niobu významně zvyšuje.

Navzdory těmto povzbudivým zkouškám inženýři nijak nespěchají s hlasitými prohlášeními. A to vše proto, že nová baterie má významnou nevýhodu: její rozměry jsou mnohem větší než lithium-iontové protějšky s grafitovou anodou.

Z tohoto důvodu není oblast použití nových baterií tak široká. Například v elektrických vozidlech takové baterie nelze použít. Protože v tomto případě se baterie do auta jednoduše nevejde.

Rychlé nabíjení / vybíjení nových baterií však umožňuje jejich použití například v systémech akumulace ve výrobě tzv. zelené energie (solární panely, větrné generátory a atd.). Nové baterie lze navíc použít ve stacionárních elektrárnách.

Práce na modernizaci stávajících vzorků pokračují a vědci doufají, že budou schopni optimalizovat parametry nové baterie. A tím zvýšit jeho atraktivitu pro komerční využití.

Pokud se vám materiál líbil, pak se nám líbí, přihlaste se k odběru a zanechte komentář. Děkuji za pozornost!