Два роки досліджень привели до відкриття, яке може назавжди змінити літій-іонні батареї

Команда студентів Стенфордського університету зробила відкриття, яке може назавжди змінити літій-іонні акумулятори, завдяки якому елементи, якими більшість з нас користується щодня, отримуватимуть більше енергії і заряджатимуться швидше, ніж будь-коли раніше, з меншою кількістю недоліків. Все це пов’язано з матеріалом, який називається сажа, і кількістю, яка використовується в наших батареях.

Літій-іонні, або Li-Ion, батареї містять сажу, але протягом багатьох років вона не вважалася настільки важливою. Згідно зі статтею про дослідження на сайті phys.org, вчені ніколи не були стурбовані якістю або розміром наночастинок сажі, які змішуються з частинками катоду, що змушують батареї працювати. Це було просто там.

Саме на цьому зосередилася дослідницька група з десяти осіб, і через два роки вони отримали дивовижний результат. Софі Мейєр, яка разом з Іян Лі провела довгу серію експериментів, виявила, що стандартної для промисловості кількості сажі, 5%, недостатньо для ефективної роботи.

• Літій-іонний – це тільки початок. Ось погляд на майбутнє акумуляторів
• Десятиліття потому винахідники літій-іонної батареї отримали Нобелівську премію з хімії
• Ємність акумуляторів смартфонів можна збільшити за допомогою наноланцюгового матеріалу

Збільшення кількості сажі в літій-іонному акумуляторі дозволило скоротити час зарядки і підвищити ефективність. Щоб дістатися до цього етапу, команда виготовила сотні власних батарей, всі з різною кількістю сажі, і проаналізувала кожну з них, щоб побачити, як це вплинуло на продуктивність. Майєр працює над отриманням ступеня магістра в галузі матеріалознавства та інженерії, і сказала, що “це була найважча робота, яку вона коли-небудь любила”.

Це також було досить брудно. Вона описує сажу як “неохайну чорну кашу”, яку потрібно було розмазати у вигляді плівки товщиною від 20 до 60 мікрон, готової до висихання. Навіть змішування було предметом багатьох різних експериментів, починаючи від температури, тривалості змішування і навіть способу змішування. “Ми не зупинялися на досягнутому”, – сказала вона, – “Ми змогли вирішити фундаментальне питання науки”.

Ми всі хочемо, щоб наші батареї швидше заряджалися і ефективніше віддавали енергію, і хоча це дослідження звучить як крок у цьому напрямку, воно ще не є досконалим. Збільшення кількості сажі означає зменшення кількості катодних частинок, що впливає на те, як батарея тримає заряд. Зараз команда шукає правильний баланс між цими двома станами.

Рекомендації редакторів

• Батареї наступного покоління можуть використовувати матеріал, отриманий з дерев
• Новий дизайн батареї може означати, що електромобілі заряджатимуться лише за 10 хвилин
• Нове дослідження може допомогти батареям електромобілів Tesla проїхати мільйон миль
• Несподіване відкриття Стенфорда може привести до нових проривних метаматеріалів
• Технологічний прорив може дати нам більш ефективні світлодіоди та плащі-невидимки

Source: digitaltrends.com