Lepsze baterie dzięki zastosowaniu szkła?
Akumulatory litowo-jonowe to najpowszechniej używane urządzenia do przechowywania energii. Mają liczne zalety i pewną poważną wadę – małą pojemność. Dlatego też od lat specjaliści poszukują alternatywnej technologii. Od pewnego czasu prowadzone są badania nad obiecującymi pojemnymi bateriami litowo-siarkowymi, a dzięki najnowszym pracom naukowców z Bourns College of Engineering na University of California, Riverside, obietnica może zmienić się w rynkowy produkt.
Akumulatory litowo-jonowe można ładować i rozładowywać setki razy zanim ich pojemność zacznie się zmniejszać. Z litowo-siarkowymi jest ten problem, że w miarę pracy z nimi stają się coraz bardziej brudne. Produkty przemian chemicznych siarki zaczynają „zatykać” akumulator.
Naukowcy z UC Riverside odkryli, że można zapobiec zabrudzaniu się baterii stosując siarkowe nanokulki umieszczone na katodzie i pokryte dwutlenkiem krzemu, czyli szkłem. Grubość warstwy szkła wynosi kilkadziesiąt nanometrów i w żaden sposób nie zakłóca pracy baterii.
Na razie uczeni wciąż prowadzą swoje badania. Mimo, że warstwa szkła została starannie dobrana, jest podatna na pęknięcia. To problem, z którym trzeba sobie poradzić. Naukowcy już zauważyli, że jeśli do katody doda się tlenek grafenu (mrGO), to całość jest bardziej wytrzymała. Taka bateria może być ładowana i rozładowywana 50 raz bez znaczącego spadku pojemności.
Nowa bateria wciąż nie jest wystarczająco wytrzymała i stabilna, by trafić na rynek. Jednak, jako że oferuje 10-krotnie większą pojemność niż akumulatory litowo-jonowe, prace wciąż nad nią trwają. Jeśli uda się zwiększyć jej wytrzymałość do kilkuset cykli, uzyskamy produkt działający kilka lat, co wystarczy, by go skomercjalizować.
Komentarze (10)
lester, 5 marca 2015, 14:03
No nie wiem, czy użycie zwrotu "zatykanie" akumulatora nie jest mylące. Można to zrozumieć jako osadzanie się związków siarki na jednej z elektrod i tym samym jej degradację poprzez zatykanie mikroporów. A w tym przypadku chodzi o zjawisko odwrotne, o trwałą utratę siarki z katody, która w postaci wielosiarczków litu (LiSn) przechodzi nieodwracalnie do elektrolitu.
Poza tym mylenie lub zamienne używanie pojęć: akumulator oraz bateria, na portalu popularnonaukowym woła o pomstę. Zamiast kształcić zainteresowanych, dodatkowo ich ogłupia utrwalaniem błędów z języka potocznego.
ZTNW, 5 marca 2015, 17:46
Jaka jest maksymalna wytrzymałość obecnych baterii,że szuka się innych rozwiązań w tym zakresie?Mam na myśli najlepsze modele,czy może jest tak,że żywotność współczesnych zależy nie tylko od jednego czynnika(rozładowywania i naładowywaniu ich),jeśli nie od jednego to od ilu i jakich.Wydaje mi się,że prawa chemiczne i nie tylko mogą nie pozwolić na ich zmianę,bo okaże się,że jest to możliwe,co nie znaczy,że sugeruję,że należy przestać próbować.Mankamentem wszystkich wynalazków jest to,że musi ich produkcja być masowa,jak najbardziej opłacalna,bo inaczej nie ma to sensu,tak samo jest tutaj.To tyle,czekam na wasze odpowiedzi tutaj.
lester, 5 marca 2015, 18:58
o tym właśnie pisałem w drugiej części swojego komentarza.
thikim, 5 marca 2015, 22:43
Nie za bardzo rozumiem co chciałeś w tym mocno złożonym wielokrotnie przeczącym zdaniu napisać ale wytrzymałość obecnych ogniw (ładowalnych) jest wystarczająca, ale nie jest wystarczający współczynnik energia/masa. Pojawiają się konstrukcje o lepszym współczynniku ale wtedy mają słabszą wytrzymałość.
To są główne bariery rozwoju smartfonów i samochodów elektrycznych, zresztą także wielu innych przenośno-przewoźnych urządzeń.
Jest jeszcze sposób obejścia problemu przez zwiększenie szybkości ładowania - wtedy częste ładowanie jest mniej uciążliwe.
Generalnie jednak przyrost mocy obliczeniowej i zużycia energii jest dużo większy niż przyrost możliwości ogniw.
PS. Naładować można nawet i ogniwa "nieładowalne" ale daje to kiepskie efekty.
A bateria to generalnie nie ogniwo nieładowalne tylko pewna ilość ogniw połączona razem.
Niemniej myślę że język potoczny wygra i trzeba będzie pozmieniać definicję. Zresztą tak powinno być. Nie ludzie są dla języka ale język dla ludzi. Jeśli ludzie mają potrzebę nazywać coś tak a nie inaczej to to jest proces powstawania słowa i jego znaczenia.
Definicję można zmienić ale czy ktoś próbuje zmienić pierwsze słowa dziecka "mama" "tata"?
Zresztą, język powstał aby ludzie mogli się porozumieć a nie żeby p. X mógł zrobić doktorat
mimo iż wielu wierzy że jest odwrotnie.
ZTNW, 6 marca 2015, 16:02
Nie zauważyłem,a gdzie jest to napisane?
Thikim,to co napisałeś to do mnie było skierowane,czy do lestera?
Astroboy, 6 marca 2015, 16:18
Tu:
Generalnie czytanie ze zrozumieniem ma kolosalną przyszłość.
Thikim, do dzieła i powodzenia!
thikim, 6 marca 2015, 18:14
Nie czy tylko i. Do Was obu. Inteligentnie rozdzielcie co do kogo
Oj, już zmieniłem na wikipedii kiedyś lata temu i zostało:
http://pl.wikipedia.org/wiki/In%C5%BCynieria_odwrotna
Astroboy, 6 marca 2015, 18:37
Mogę próbować zrozumieć motywację ("Jest także używana przez wojsko"), ale baterii czy akumulatora ni cholery nie widzę.
Jakoś przy piątku nie potrzebuję baterii – wystarczy mi jedna butelka wina. 
Nie wgłębiałem się w semantykę, ale gdzie jest haczyk (z ciekawości)?
P.S. Thikim, specjalnie dla Ciebie:
Wilk (mam nadzieję) wybaczy rozmiar obrazka. Nie sprawdzałem, czy to rzeczywiście cytacik z Albercika, ale fajny.
thikim, 6 marca 2015, 20:34
Hmm, nie mam nic wspólnego z tą częścią od wojska. Zresztą zmieniałem całe lata temu, jeszcze o wojsku nic nie wiedziałem. Nadto ja zmieniłem definicję a nie opis zastosowań.
No i ten fragment o wojsku to dodało jakieś dziecko kwiat, które jak słyszy wojsko to robi wielkie oczy i mówi woooow.
Wojsko - łał, super technologia
wojsko - łał, tajemnica
wojsko - łał, super tajne, nowoczesne, i łał.
Pisałem ogólnie o zmianie definicji czegoś. Jeśli można z czymś innym i mi się udało to i akumulator i baterię można zmienić. Tylko po co? To jest dla ludzi. Jak zaczną pojęć używać inaczej to zmiana definicji będzie tylko koniecznym skutkiem tego.
Słyszałeś o synergii? Wojsko spełnia dokładnie definicję antysynergii.
Jeden człowiek podnosi 20 kg. Jak sprawić żeby 10 ludzi podniosło maksymalnie 10 kg? Zrobić z nich nowoczesną wojskową drużynę. Wtedy każdy z nich pomyśli: "pier... niech inny dźwiga więcej"
No i zapomniałem że wojsko to biznes.
Jak sprzedać zasilacz dający 24 V/5 A za 50 000 zł? Nazwać go: wojskowy (oczywiście już poważniej: elementy mają dużo lepsze parametry środowiskowe, ale warte tyle to na pewno nie jest).
Astroboy, 6 marca 2015, 20:54
Powiem Ci szczerze. Czasem chciałbym mieć w dłoniach choćby zwykły RPG-7. Tak bym sobie od serca pojechał po tym, co mnie boli.