Cambridge udoskonala akumulatory

| Technologia

Naukowcy z University of Cambridge pokazali, jak pokonać kilka problemów uniemożliwiających obecnie znaczne udoskonalenie akumulatorów. Stworzyli akumulator litowo-powietrzny, który charakteryzuje się bardzo wysoką gęstością energetyczną, jego wydajność wynosi ponad 90% i wytrzymuje ponad 2000 cykli ładowania/rozładowania.

Z akumulatorami litowo-powietrznymi wiąże się duże nadzieje, gdyż ich teoretyczna gęstość energetyczna jest aż 10-krotnie większa od gęstości akumulatorów litowo-jonowych. Jest tak wysoka, że można ją porównać z gęstością energetyczną paliw płynnych. Taki akumulator byłby pięciokrotnie tańszy i pięciokrotnie lżejszy niż obecne, a na pojedynczym ładowaniu można by przejechać około 700 kilometrów.

Uczonym z Cambridge udało się właśnie zbudować laboratoryjną wersję takiego akumulatora. Wykorzystali przy tym wysoce porowatą elektrodę z grafenu oraz specjalne dodatki, które zmieniają reakcje zachodzące w akumulatorze, dzięki czemu jest on bardziej stabilny i wydatki. Mimo, iż wstępne wyniki są niezwykle obiecujące, naukowcy przyznają, że minie jeszcze 10 lat zanim na rynek trafią wysoko wydajne akumulatory litowo-powietrzne. Osiągnęliśmy olbrzymi postęp, dzięki temu pojawiły się nowe pola badawcze. Nie rozwiązaliśmy jednak wszystkich problemów związanych z chemią takich urządzeń, jednak uzyskane przez nas wyniki pokazują drogę, którą należy podążać - mówi profesor Clare Grey.

Brytyjscy uczeni wykorzystali w swoim akumulatorze wodorotlenek litu w miejsce zwykle stosowanego nadtlenku. Dzięki dodatkowi wody i użyciu jodków w akumulatorze zachodzi znacznie mniej reakcji niszczących jego komórki, jest on bardziej stabilny i wytrzymuje więcej cykli ładowania/rozładowania. Precyzyjne dobranie struktury elektrody i zmiany w kompozycji chemicznej elektrolitu pozwoliły zaś na zmniejszenie różnicy napięcia pomiędzy ładowaniem a rozładowywaniem do 0,2 woltów. Im mniejsza różnica, tym większa wydajność. We wcześniejszych wersjach akumulatorów litowo-powietrznych różnica ta wynosiła 0,5-1 wolta. Teraz jest bliska różnicy w akumulatorach litowo-jonowych. Wysoce porowata elektroda umożliwiła też zwiększenie pojemności prototypu, ale tylko przy pewnych wartościach ładowania i rozładowywania. To jeden z problemów, które w przyszłości należy rozwiązać. Uczeni muszą też opracować sposób na zapobieżenie formowania się litowych dendrytów, które mogą doprowadzić do zwarcia i eksplozji akumulatora.

akumulator litowo-powietrzny energia