Forskere leverer et længerevarende lithium-ilt batteri

Kategori: Klima forandring Udsendt 23. aug

At pakke mere energi ind i batterier er nøglen til at levere elbiler med længere rækkevidde, smartphones, der kan holde dage – og billigere elektroniske produkter rundt omkring.

Løftet: Lithium-oxygen-batterier repræsenterer en af ​​de mere lovende veje mod dette mål. De kunne øge energitætheden med en størrelsesorden over konventionelle lithium-ion-batterier - i teorien i hvert fald. I en papir offentliggjort i dag i Videnskab , identificerede forskere ved University of Waterloo måder at løse nogle af de største forhindringer for at konvertere dette potentiale til kommerciel virkelighed.

Udfordringen: Et kritisk problem har været, at efterhånden som et lithium-oxygen-batteri aflades, omdannes ilt til superoxid og derefter lithiumperoxid, reaktive forbindelser, der korroderer batteriets komponenter over tid. Det begrænser til gengæld dens genopladningsevne - og enhver værktøj i den virkelige verden.

Forskud: For at komme uden om problemet skiftede forskerne fra en kulstofkatode til en lavet af nikkeloxid og understøttet af et rustfrit stålnet. De brugte også smeltet salt til elektrolytten - den del af batteriet, der tillader positivt ladede ioner at bevæge sig mellem elektroderne - og hævede batteriets driftstemperatur til 150 ˚C.

Disse trin gjorde det muligt at opnå omkring tre gange så mange opladningscyklusser som tidligere lithium-ilt-indsats. Forskerne formåede også at øge energien per masseenhed med mere end 50 procent.

Denne opdagelse fremhæver enorme muligheder .... for at muliggøre nye batteriteknologier, der potentielt kan konkurrere med lithium-ion-batterier og andre lagringsteknologier, skriver MIT-forskere i et tilhørende stykke .

Vente på det ... : Men fremskridt på batteriområdet er utroligt langsomt, og det kræver mange år for lovende fremskridt i laboratoriet at bevæge sig ind på den kommercielle arena (se Advance fordobler levetiden for højenergi-elbilbatterier). Især disse batterier ville stadig have brug for at opnå langt flere livscyklusser for at konkurrere med produkter på markedet i dag.

Linda Nazar , en medforfatter til undersøgelsen, understreger, at forskerne ikke har givet et praktisk design til kommerciel produktion af lithium-ilt-batterier, som hun siger er mere end 15 år væk.

Vi kan være uendelige fra kommercialisering - som vores batteri er designet - men endnu vigtigere vil dette koncept forhåbentlig føre til nye designs, der kan bringe os derhen, sagde hun i en e-mail.