Ερευνητές παρουσίασαν ένα νέο σχέδιο μπαταρίας ιόντων λιθίου που θα μπορούσε να τροφοδοτήσει ηλεκτρικά οχήματα μεγαλύτερης διάρκειας.
Το σχέδιο αναπτύσσει πυκνά δάση νανοσωλήνων άνθρακα
Αναπτύχθηκε από ερευνητές στο Ινστιτούτο Προηγμένης Τεχνολογίας (ATI) του Πανεπιστημίου του Surrey, η νέα άνοδος μπαταρίας ιόντων λιθίου προσφέρει μερικές από τις υψηλότερες δυνατότητες αποθήκευσης ενέργειας που έχουν αναφερθεί για συστήματα νανοσωλήνων πυριτίου-άνθρακα, διατηρώντας παράλληλα τη σταθερότητα σε εκατοντάδες κύκλους φόρτισης.
Η ομάδα ανέπτυξε μια νέα δομή «Κάθετα Ολοκληρωμένου Νανοσωλήνα Πυριτίου-Άνθρακα» (VISiCNT). Το σχέδιο αναπτύσσει πυκνά δάση νανοσωλήνων άνθρακα απευθείας σε φύλλο χαλκού και τα επικαλύπτει με ένα λεπτό στρώμα πυριτίου, δημιουργώντας ένα εύκαμπτο, αγώγιμο ικρίωμα που μπορεί να απορροφήσει τη διαστολή διατηρώντας παράλληλα την απόδοση.
Η προκύπτουσα άνοδος μπορεί να αποθηκεύσει μια πολύ μεγάλη ποσότητα ενέργειας για το βάρος της. Σε εργαστηριακές δοκιμές, αποθήκευσε περισσότερες από 3500 χιλιοστοαμπέρ-ώρες ανά γραμμάριο - κοντά στο μέγιστο δυνατό για το πυρίτιο και πολύ υψηλότερο από τον γραφίτη (370 mAh/g) που χρησιμοποιείται στις σημερινές μπαταρίες. Επίσης, έδειξε βελτιωμένη σταθερότητα και απόδοση σε επαναλαμβανόμενους κύκλους φόρτισης, σύμφωνα με δελτίο τύπου.
«Υπάρχει μια αυξανόμενη ώθηση για την καινοτομία στις μπαταρίες, καθώς πολλές από τις σημερινές τεχνολογίες περιορίζονται από την ποσότητα ενέργειας που μπορούν να αποθηκεύσουν οι μπαταρίες. Ο σχεδιασμός μας VISiCNT προσφέρει μια πρακτική οδό για την αξιοποίηση της τεράστιας ικανότητας αποθήκευσης του πυριτίου χωρίς να θυσιάζεται ο κύκλος ζωής», δήλωσε ο Δρ Muhammad Ahmad, ερευνητής.
Mια νέα αναγκαία ανακάλυψη
«Πρόκειται για μια πολύ αναγκαία ανακάλυψη, που προσφέρει πολύ υψηλή χωρητικότητα, γρήγορη φόρτιση και μακροπρόθεσμη ανθεκτικότητα, ενώ παράλληλα μας φέρνει πιο κοντά σε μπαταρίες που μπορούν να τροφοδοτούν ηλεκτρικά οχήματα και καθημερινές συσκευές για πολύ περισσότερο χρόνο με μία μόνο φόρτιση».
Ένα βασικό πλεονέκτημα της νέας προσέγγισης είναι ότι οι νανοσωλήνες άνθρακα αναπτύσσονται απευθείας σε χαλκό - το υλικό που χρησιμοποιείται ήδη σε εμπορικές μπαταρίες - χρησιμοποιώντας μια κλιμακούμενη διαδικασία κατασκευής. Αυτό θα μπορούσε να διευκολύνει την ενσωμάτωση της τεχνολογίας σε υπάρχουσες βιομηχανικές γραμμές παραγωγής, σύμφωνα με την ανακοίνωση.
«Αυτή η εργασία είναι ένα σημαντικό βήμα προς την έξοδο των ανόδων CNT-πυριτίου από το εργαστήριο και την πραγματική παραγωγή», δήλωσε ο καθηγητής Ravi Silva, Διακεκριμένος Καθηγητής, Προσωρινός Διευθυντής - Ινστιτούτο Βιωσιμότητας (IfS), Διευθυντής - Ινστιτούτο Προηγμένης Τεχνολογίας (ATI).
«Μπορούμε να αναπτύξουμε δομές νανοσωλήνων άνθρακα απευθείας σε φύλλο χαλκού με ταχύτητα και να προσαρμόσουμε το στρώμα πυριτίου για σταθερότητα, πράγμα που σημαίνει ότι αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να ενσωματωθεί στις υπάρχουσες γραμμές παραγωγής μπαταριών με ελάχιστη διακοπή.»
Νέες δυνατότητες
Η τεχνολογία έχει σαφείς δυνατότητες όχι μόνο για τα ηλεκτρικά οχήματα, αλλά και για την αποθήκευση ενέργειας στο δίκτυο. Η Silva υπογράμμισε επίσης ότι η τεχνολογία έχει σαφείς δυνατότητες όχι μόνο για τα ηλεκτρικά οχήματα, αλλά και για την αποθήκευση ενέργειας στο δίκτυο και τις μικρότερες μπαταρίες που χρησιμοποιούνται στη μικροηλεκτρονική.
«Είμαστε πολύ περήφανοι που παρουσιάζουμε μια ακόμη τεχνολογία CNT μετά την αρχική μας έρευνα για την παράδοση του πιο σκούρου υλικού στον κόσμο, του VANTA-Black, μέσω της πανεπιστημιακής εταιρείας Surrey NanoSystems Ltd., η οποία δείχνει τον πραγματικό αντίκτυπο της βασικής έρευνας που χρηματοδοτείται από το UKRI.»
www.worldenergynews.gr
