7 mai 2021, 22:12

Cercetătorii dezvoltă baterii cu anod de aluminiu cu până la 10.000 de cicluri

Cercetătorii de la Universitatea Cornell conduși de Lynden Archer, decanul de inginerie Joseph Silbert și profesorul de inginerie James A. Friend Family, au explorat utilizarea materialelor ieftine pentru a crea baterii reîncărcabile care vor face stocarea energiei mai accesibilă. Aceste materiale ar putea oferi, de asemenea, o alternativă mai sigură și mai ecologică la bateriile litiu-ion. Grupul a demonstrat anterior potențialul bateriilor cu anod de zinc. Acum au folosit o abordare diferită pentru încorporarea aluminiului, rezultând baterii reîncărcabile care oferă până la 10.000 de cicluri, fără erori. O lucrare despre acerastă cercetare a fost publicată în revista științifică Nature Energy.

O caracteristică foarte interesantă a acestei baterii este că doar două elemente sunt utilizate pentru anod și catod – aluminiu și carbon – ambele fiind ieftine și ecologice. De asemenea, au o viață foarte lungă. Când calculăm costul stocării energiei, trebuie să-l amortizăm peste debitul total de energie, ceea ce înseamnă că bateria este reîncărcabilă, astfel încât să o putem folosi de foarte multe ori. Deci, dacă avem o durată de viață mai lungă, atunci acest cost va fi redus în continuare.

Printre avantajele aluminiului se numără faptul că este abundent în scoarța terestră, este trivalent și ușor și, prin urmare, are o capacitate mare de a stoca mai multă energie decât multe alte metale. Cu toate acestea, aluminiul poate fi dificil de integrat în electrozii bateriei. El reacționează chimic cu separatorul de fibră de sticlă, care împarte fizic anodul și catodul, provocând scurtcircuitul bateriei și defectarea acestuia.

Soluția cercetătorilor a fost de a proiecta un substrat din fibre de carbon întrețesute care formează o legătură chimică și mai puternică cu aluminiul. Când bateria este încărcată, aluminiul este depus în structura carbonului prin legături covalente, adică împărțirea perechilor de electroni între atomii de aluminiu și carbon.

În timp ce electrozii din bateriile reîncărcabile convenționale sunt doar bidimensionale, această tehnică folosește o arhitectură tridimensională sau nonplanară și creează o stratificare mai profundă și mai consistentă a aluminiului, care poate fi controlată fin.

Foto: aluminiu depus pe fibrele de carbon într-un electrod al bateriei (via Green Car Congress)


Creator flexibil de conținut, comunicator cu experiență jurnalistică și cunoscător al tehnologiilor digitale. Detalii pe blog-ul personal și pe LinkedIn.

ARTICOLE ASEMĂNĂTOARE

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

By using this form you agree with the storage and handling of your data by this website.

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.