Południowo-koreański projekt akumulatorów litowo-metalowych o dużej gęstości daje szansę na rozwiązanie problemu kontroli nad przepływającymi jonami, umożliwiając im utrzymanie swojej funkcji przez setki cykli. Baterie litowo-metalowe przechowują jony w specjalnym rdzeniu, zapobiegając przyrostowi tzw. dendrytów.
Stosowane obecnie baterie litowe zawierają element anodowy wykonany z grafitu. Gdyby można było użyć czystego litu metalicznego, byłby to ogromny skok w technologii magazynowania energii. Dzieje się tak, ponieważ lit metaliczny ma teoretyczną około 10-krotnie wyższą pojemność (około 3860 mAh/g), w porównaniu do grafitu (372 mAh/g).
Podczas cyklu pracy baterii jony litu rosną nierównomiernie na powierzchni anody, tworząc formacje w kształcie macek, znane jako dendryty. Mogą z czasem powodować rozszerzenie się anody i zwarcie baterii lub jej zapłon. Naukowcy z południowokoreańskiego NST (National Research Council of Science & Technology) mogą mieć na to receptę.
Porowatą strukturą węglową z pustym rdzeniem służy jako anoda. Nowy projekt tych struktur zawiera niewielką ilość nanocząstek złota. Są one w stanie kontrolować kierunek, w którym rosną jony litu. Wciągają je do rdzenia, jednocześnie tworząc nanoskalowe pory w powłoce, aby dodatkowo promować migrację jonów litu w kierunku pustego środka.
Osadzanie jonów litu było utrzymywane w strukturze i pozwoliło zachować 82,5 procent swojej pojemności w ciągu 500 cykli ładowania przy dużej gęstości prądu
Zespół NST jest przekonany, że ta długowieczność i tolerancja na wysokie gęstości prądu wskazuje na akumulator o dużej pojemności, który nie tylko może wytrzymać duże odległości, ale także może być szybko ładowany. Zespół pracuje nad komercjalizacją technologii.
Czytaj też: Baterie z drewna? To rozwiązanie może obniżyć koszty i wpływ na środowisko
Wszyscy marzymy o tym, żeby pojazdy elektryczne zwiększyły swój zasięg, a smartfony mogły pracować przez tydzień bez konieczności ładowania. Dlatego z niecierpliwością czekamy na komercjalizację rozwiązania. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie ACS Nano.
