Eksperymentalna bateria chlorowa trzyma 6 razy więcej ładunku niż baterie litowo-jonowe

Autor: Yuriy Stanislavskiy | 30.08.2021, 09:57
Eksperymentalna bateria chlorowa trzyma 6 razy więcej ładunku niż baterie litowo-jonowe

Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda eksperymentujący z architekturą baterii jednorazowego użytku opracowali nową wersję, która nie tylko nadaje się do wielokrotnego ładowania, ale także ma około sześciokrotnie większą pojemność niż dzisiejsze rozwiązania litowo-jonowe. Przełom polega na ustabilizowaniu reakcji lotnego chloru w urządzeniu i może stanowić podstawę dla wysokowydajnych baterii zdolnych do zasilania smartfonów przez tydzień.

Nowa bateria jest określana jako chlorowo-alkaliczna i opiera się na opracowanej po raz pierwszy w latach 70-tych chemii zwanej chlorkiem litu-tionylu. Baterie te są cenione za wysoką gęstość energii, ale bazują na wysoce reaktywnym chlorze, co sprawia, że nadają się tylko do jednorazowego użytku.

Co jest badane

W konwencjonalnym akumulatorze elektrony zmieniają stan podczas rozładowywania, a następnie powracają do pierwotnej postaci, gdy akumulator jest ponownie ładowany. Jednak w tym przypadku chlorek sodu lub chlorek litu jest przekształcany w chlor, który jest zbyt reaktywny i nie może być przekształcony z powrotem w chlorek z dużą wydajnością.

Autorzy nowego badania być może znaleźli rozwiązanie tego problemu. Zespół eksperymentował z chlorkiem sodu i chlorem, aby spróbować poprawić wydajność baterii, ale okazało się, że substancja chemiczna faktycznie ustabilizowała się, pozwalając baterii na ponowne naładowanie do pewnego stopnia. Późniejsze badania doprowadziły zespół do opracowania nowego materiału elektrodowego wykonanego z porowatego węgla, który działa jak gąbka, wchłaniając niestabilne cząsteczki chloru i bezpiecznie przechowując je w celu późniejszej konwersji do sodu.

Co udało się osiągnąć

Podczas eksperymentów zespół wykazał bardzo wysoką gęstość energii w prototypowej baterii: 1200 mAh na gram materiału elektrody, co jest około sześć razy więcej niż w przypadku nowoczesnych baterii litowo-jonowych.

Zespół projektantów uważa, że bateria może znaleźć zastosowanie w aparatach słuchowych lub pilotach zdalnego sterowania, jak również może być wykorzystywana do zasilania urządzeń, które wymagają jedynie rzadkiego ładowania, takich jak satelity lub zdalne czujniki, które mogą być ładowane energią słoneczną. Aby móc je stosować w smartfonach i samochodach elektrycznych, naukowcy muszą zwiększyć rozmiar baterii i opracować odpowiednią strukturę, a także zwiększyć liczbę bezpiecznych cykli pracy.

Źródło: stanford