Ładowanie w sekundy

bateria litowa · samochód elektryczny · MIT · szybkie ładowanie · rozładowanie

Inżynierowie z MIT-u tak zmodyfikowali baterie litowe, że możliwe jest załadowanie ich w kilka sekund. Przy tym, co niezmiernie ważne, użyli tych samych materiałów, które są obecnie wykorzystywane w bateriach. Zmienili tylko sposób jego produkcji. Oznacza to, że nowe urządzenia mogą trafić na rynek w ciągu 2-3 najbliższych lat.

Baterie, które będzie można ładować w kilka sekund przydadzą się zarówno w telefonach komórkowych, jak i w samochodach elektrycznych. Chociaż, w tym ostatnim przypadku, większość z nas nie mogłaby ładować ich we własnych garażach, gdyż domowa sieć elektryczna nie będzie w stanie dostarczyć odpowiedniej ilości energii.

Jak wiemy, nowoczesne baterie litowe są w stanie przechowywać duże ilości energii. Ich wadą jest natomiast powolne oddawanie energii i powolne ładowanie. W przypadku np. samochodu elektrycznego oznacza to, że będziemy mogli jeździć nim przez dłuższy czas ze sporą prędkością, jednak będzie miał on słabe przyspieszenie, a gdy bateria się wyczerpie, będzie wymagała wielogodzinnego ładowania.

Naukowcy przez długi czas sądzili, iż winnymi tej wady są jony litu, które, niosąc ładunek elektryczny, bardzo wolno przemieszczają się przez materiał, z którego zbudowano baterię. Jednak przed pięciu laty profesor Gerbrand Ceder i jego zespół z MIT-u dokonali zaskakującego odkrycia. Okazało się, że jony potrafią poruszać się bardzo szybko. Uczeni zaczęli więc szukać przeszkody, która je spowalnia. Szczegółowe badania wykazały, że jony rzeczywiście poruszają się błyskawicznie, pod warunkiem, iż wykorzystują do tego celu "tunele" dostępne z powierzchni na której się gromadzą. Jon, który ma pod sobą tunel, przemieści się szybko, ten, który nie ma do dyspozycji tunelu, porusza się powoli. Jony nie potrafią przesunąć się tak, by mieć pod sobą tunel.

Ceder i jego student, Byoungwoo Kang, tak zmodernizowali obecnie wykorzystywany materiał, by jony poruszały się po jego powierzchni jak po obwodnicy i by w końcu trafiały do tunelu.

Obaj uczeni stworzyli miniaturową baterię, która może zostać rozładowana lub załadowana w czasie 10-20 sekund. Identyczna bateria budowana tradycyjnymi metodami potrzebuje 6 minut na pełne rozładowanie lub załadowanie.

Ponadto szczegółowe badania wykazały, że zmodyfikowany materiał, w przeciwieństwie do materiału niezmodyfikowanego, nie ulega degradacji podczas ładowania i rozładowywania. To oznacza, że nowa bateria o tej samej pojemności może być mniejsza i lżejsza od tradycyjnej.