Poszukiwanie nowych rozwiązań w produkcji baterii napędzających używane przez nas na co dzień urządzenia oraz pogoń za marzeniem o stworzeniu baterii przyszłości, tańszej w produkcji, bardziej ekologicznej oraz dłużej utrzymującej i dostarczającej nam tak potrzebny prąd, pchnęły naukowców z Canadian Light Source do wypróbowania nowych rozwiązań i materiałów.

Jak stwierdza dr Jigang Zhou z CLS, zwykle poszukiwanie nowej drogi w produkcji ogniw polega na sparowaniu ze sobą odpowiednich substancji chemicznych i czekaniu na rezultaty takiego mariażu. Rezultaty mierzy się zwracając uwagę na utrzymywane napięcie, czas ładowania i ilośc cykli ładowania, którym podoła nowy zestaw materiałów. To trochę, jak rzucanie lotkami do tarczy w ciemności i zastanawianie się, jak sporo miało się szczęścia w każdym kolejnym rzucie. Nowe metody poszukiwawcze bazują na wykorzystaniu synchrotronu, czyli akceleratora cząstek w którym cząstki przyspieszane w polu energetycznym zyskując wzrost energii przy każdym, następującym po sobie przyspieszeniu.

W typowej, używanej przez nas baterii AA, mamy do czynienia z biegunami dodatnim i ujemnym. Niemniej materiały z których zrobione są ogniwa mogą się od siebie różnić. Zespół doktora Zhou wykorzystuje związek litowo-niklowo-magnezowy, który użyty, jako elektroda bieguna dodatniego może w wyraźny sposób zwiększyć napięcie całego ogniwa. Problem pojawia się jednak w długości życia takiego ogniwa, gdyż znacząco wyższe napięcie najzwyczajniej w świecie szybciej wyczerpuje baterię, zużywając cenny elektrolit.

Rozwiązanie problemu drenażu baterii przez zespół dobranych materiałów ma narodzić się dzięki obserwacjom przyspieszeń cząstek w synchrotronie, które pozawalają na wnikliwe przyglądanie się reakcjom nowych materiałów, umożliwiając zaobserwowanie momentu największego drenażu elektrolitu, a tym samym wymyślenie sposobów na ominięcie i przeciwdziałanie temu procesowi. Jeśli chodzi zaś o elektron o biegunie ujemnym, dr Zhou jest zdania, że silikon jest materiałem wręcz przeznaczonym do jego konstrukcji. Niemniej zastosowanie silikonu niesie ze sobą inne problemy. Jest to materiał niestabilny i choć jest dziesięciokrotnie lepszy niż obecnie stosowane rozwiązania, bez jego ustabilizowania wpływa on negatywnie na proces ładowania ogniwa.

Reasumując, kanadyjski zespół ma pomysły, idee oraz plany, a także środki ku doskonaleniu opracowanych metod i lepszym wykorzystaniu wybranych materiałów. Pozostaje jedynie czekać na przełom i idące z nim w parze nadejście baterii przyszłości.

Źródło: http://phys.org/news/2014-10-battery-future.html Zdjęcie: Canadian Light Source

Spodobał Ci się ten artykuł? Podaj dalej!