W przyszłości coraz więcej segmentów gospodarki będzie bazować na elektryczności. Dlatego też naukowcy oraz inżynierowie na całym świecie próbują zrewolucjonizować kwestię akumulatorów, bo tym stosowanym obecnie daleko jest od ideału. Przykładem tego dążenia jest ten nowy organiczny akumulator z etanolem.
Organiczne akumulatory nie są niczym nowym. Wspomina się o nich i rozwija je od lat, ale jeszcze nie udało się im skutecznie przebić do masowego rynku. Szkoda, bo tego typu rodzaj akumulatorów odgrywa ważną rolę w przejściu na zrównoważony transport, uwalniając się od problemów stosowanych obecnie masowo akumulatorów litowo-jonowych. Te organiczne bowiem nie wykorzystują rzadkich metali, a te łatwo dostępne organiczne,.
Czytaj też: Półprzewodnikowe akumulatory Solid Power napędzą modele Forda i BMW
Teraz nowe badania prowadzone przez naukowców z University of Houston wykazały, jak możliwości tych przyjaznych dla środowiska urządzeń mogą zostać znacznie podniesione. To ważne, bo akumulatory organiczne uwalniają się m.in. od kobaltu, którego wydobycie wiąże się nie tylko z degradacją środowiska i zanieczyszczeniem zasobów wodnych, ale też problemami etycznymi. Całość dopełnia problematyczny recykling.
Organiczny akumulator z etanolem już w laboratorium stał się rekordzistą wśród swoich
Tutaj w grę wchodzi organiczny akumulator z etanolem, który tak jak wszystkie inne dzieła tego typu, eliminuje rzadkie minerały i sięga po te organiczne. Dzięki temu mogą ulec rozkładowi w kwasie w celu recyklingu i w większym stopniu polegają na tańszym i bardziej przyjaznym dla środowiska niklu. Nie są jednak na ten moment idealne, ale próbuje się im tę idealność zapewnić, co tym razem przyjęło dążenia do wyeliminowania kluczowego ogranicznika w ich przypadku.
Czytaj też: Akumulatory litowo-metalowe z szansą na sukces, dzięki General Motors
Mowa dokładnie o katodach na bazie kobaltu, które zapewniają akumulatorom wysoką gęstość energii. W przypadku tych organicznych mają jednak ograniczoną gęstość energii, co zespół odkrył z powodu mikroskopijnych struktur wewnątrz katody.
Katody na bazie kobaltu są często preferowane, ponieważ mikrostruktura jest naturalnie idealna, ale tworzenie idealnej mikrostruktury w baterii półprzewodnikowej na bazie organicznych materiałów jest trudniejsze.
– mówi autor badania Jibo Zhang.
Czytaj też: Obliczenia kwantowe zrewolucjonizują akumulatory?
W ramach badań naukowcy wykorzystali etanol jako rozpuszczalnik do zmiany mikrostruktury katody wykonanej z materiału organicznego zwanego PTO. To sprawiło, że akumulator nabrał zupełnie nowych możliwości, pozwalając na jeszcze lepszy transport jonów w katodzie i zwiększył jej gęstość energii do 302 Wh/kg. To ponoć rekordowy poziom, bo według zespołu jest o 83% wyższy niż w przypadku obecnych najnowocześniejszych akumulatorów półprzewodnikowych z katodą organiczną.
