Говорят, что твердотельная батарея MIT в четыре раза больше, чем у электромобилей.

0
20

Технология батарей является предметом лихорадочных исследований во всем мире. Лучшее хранение зависит не только от наличия смартфонов и ассортимента электромобилей – переход на возобновляемую энергию зависит от того, возможно ли «временно хранить» энергию, которая естественным образом генерируется, чтобы согласовать производство и потребление электроэнергии.

На данный момент вы можете использовать только водоемы. Швейцарские инженеры работают над концепцией гигантских башен для хранения электроэнергии от ветряных турбин. (Читай: “Швейцарцы решили самую большую проблему чистой энергии? “) В дополнение к совершенно новым подходам в технологии хранения данных, во многих местах предпринимаются попытки улучшить технологию современных литиевых батарей.

Один из подходов заключается в замене жидких компонентов твердыми веществами. Это должно увеличить плотность энергии элементов, чтобы вы могли хранить больше электроэнергии на килограмм батареи. Это также направлено на увеличение времени автономной работы и безопасности.

Твердый вместо жидкости

Ученые из MIT сообщают о прорыве в своих исследованиях. Предполагается, что новая твердотельная ячейка должна преодолеть проблемы более ранних подходов. Новая концепция взята из лаборатории Джу Ли и была представлена ​​в журнале «Энергия природы».

В обычной литиевой батарее жидкий электролит движется вперед и назад между анодом и катодом, когда батарея заряжается и разряжается. Летучий материал является проблематичным в отношении пожара батареи. Если возможно заменить электролиты, используемые сегодня, было бы также возможно изменить материал анодов. Целью является анод из чистого лития, он обеспечит гораздо более высокую плотность энергии, чем смеси материалов, используемые сегодня. «Существует много работы над твердотельными батареями с литий-металлическими электродами и твердыми электролитами», – говорит Ли, но все эти попытки столкнулись с рядом проблем.

Материал становится хрупким

Одна из самых больших проблем заключается в том, что когда батарея заряжена, атомы накапливаются внутри металлического лития, вызывая его расширение. При разряде металл снова сжимается при использовании батареи. Это взлеты и падения размеров означают, что материал становится хрупким.

Новая архитектура батарей MIT предназначена для решения этой проблемы. Это сложное техническое решение в нано диапазоне. Здесь анод состоит из различных твердых материалов, которые действуют как проводники и изоляторы, они строят сотовую структуру из нанотрубок. Массивный металлический литий вставляется в трубки и имеет достаточно места внутри труб для расширения.

Соты в нано измерениях

«Мы разработали конструкцию, которая позволяет использовать трехмерные сотовые электроды», – сказал Джу Ли, профессор материаловедения и инженерии в MIT. Полости в каждой трубе конструкции позволяют литию «ползти обратно в трубы, поэтому не накапливается напряжение, которое разрушает твердый электролит».

По словам исследователей, эта структура сочетает в себе свойства твердых веществ со свойствами жидкостей. Литий ведет себя как жидкость и удерживается в твердой кристаллической структуре маленькими трубками. Ли объясняет, что расширяющийся и сжимающийся литий движется в трубах, подобно поршням автомобильного двигателя в их цилиндрах, поскольку эти структуры построены в нанодиапазоне, в результате получается «двигатель с 10 миллиардами поршней, в котором в качестве рабочей жидкости используется металлический литий», Ли сказал, что идея приручения сложных веществ в нанотрубках была недавно использована для создания мембраны, которая получает энергию из дельты рек. (Читай: “Таким образом, вы можете получить энергию 2000 атомных электростанций из речной воды«)

Четырехкратная плотность энергии

Во время процесса зарядки и разрядки форма анода остается стабильной, и жидкого электролита вообще нет. «В нашем случае все действительно прочно, – говорит Ли, – оно не жидкое и не гелеобразное».

Он ожидает, что батарея нового типа будет иметь только четверть веса обычных батарей с таким же зарядом. И наоборот, можно сформулировать следующее: при одинаковых размерах батареи электромобиль может достичь четырехкратного диапазона.

источник: Энергия природы

Также прочитайте:

Заряжается быстрее и не горит: IBM строит супер батареи из материалов, сделанных из морской воды

Революция для электромобиля: новая чудо-батарея выглядит как вафля

Решили ли швейцарцы самую большую проблему чистой энергии?

Таким образом, вы можете получить энергию 2000 атомных электростанций из речной воды

Как новые атомные электростанции хотят остановить изменение климата

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here