Naukowcy z Harvardu dokonali przełomu ws. baterii do elektryków. Przewyższają obecne pod każdym względem

Naukowcy z Harvardu dokonali przełomu 

Jeden z najbardziej znanych uniwersytetów na świecie twierdzi, że wynalazł nowy skład chemiczny akumulatorów. Dzięki niemu będzie można wdrożyć technologię akumulatorów półprzewodnikowych. Wyniki przeprowadzonych do tej pory eksperymentów są obiecujące, jednak droga do ich wprowadzenia jest jeszcze długa. 

Baterie półprzewodnikowe są postrzegane jako kolejna wielka ewolucja technologii akumulatorów. A zatem również duży krok dla samochodów elektrycznych. Dzisiejszym standardem są akumulatory litowo-jonowe. Jednakże, ogniwa półprzewodnikowe oferują dużo większą pojemność energetyczną, niższą wagę, szybsze ładowanie, dłuższą żywotność i większe bezpieczeństwo. Słowem – przewyższa obecną technologię pod każdym względem. 

Ale technologia ta cały czas jest w powijakach i od momentu, gdy pojawi się w naszych samochodach, dzielą ją jeszcze lata. Podkreślają to nawet jej najwięksi zwolennicy. Jednakże, naukowcy z Harvardu uważają, że dokonali w tej dziedzinie przełomu. 

Obecna technologia ma sporo wad 

Baterie litowo-jonowe mają tendencję do degradacji podczas użytkowania. Ich pojemność energetyczna zmniejsza się z czasem, a z powodu wewnętrznego wzrostu dendrytów może dojść do samozapłonu. Dendryty to malutkie kolce wyrastające z anody i mogące przebić baterie prowadząca do katody. To doprowadza do wewnętrznego zwarcia. 

Harvard twierdzi, że odkrył, jak to się dzieje, wyjaśniając powstawanie dendrytów, gdy „jony nakładają się nierównomiernie na anodę podczas ładowania”. Oddzielając anody i katody dodatkowymi warstwami nowych materiałów można zapobiec lub kontrolować tworzenie się dendrytów. Dodanie warstwy cząstek krzemu o wielkości mikrona do powierzchni anody powoduje bardziej równomierne pokrycie i zasadniczo zatrzymuje dendryty, zanim zaczną się pojawiać.

Xin Li, profesor nadzwyczajny w dziedzinie nauk o materiałach: – W naszym projekcie lit metaliczny jest owinięty wokół cząsteczki krzemu, jak twarda czekoladowa skorupa wokół rdzenia z orzecha laskowego w czekoladowej trufli.

Kosmiczne liczby nowej technologii 

Jak wszyscy wiemy, obecnie samochody elektryczne nie mogą równać się silnikom spalinowym. Ich ładowanie trwa wciąż stosunkowo długo, zasięg drastycznie spada z biegiem czasu, a liczba cykli ładowania jest niewielka. 

Według Harvardu wydajność nowego rozwiązania jest najlepsza spośród wszystkich dostępnych ogniw typu woreczkowego. Prototyp wielkości znaczka pocztowego podobno zachował 80% pojemności po… 5000 cykli ładowania. Jego żywotność przekracza 6000 cykli. Samo ładowanie ma trwać 10 minut, a gęstość energii anody jest 10 razy większa niż w przypadku litu i jonu. Harvard udzielił już licencji na tę technologię do testów na skalę baterii smartfona i zidentyfikował inne materiały, które mogłyby działać zamiast krzemu.

Dla porównania, obecne akumulatory litowo-jonowe wytrzymują od 300 do 500 cykli ładowania przed znaczną degradacją w elektronice użytkowej. Liczba ta w pojazdach elektrycznych wynosi od 1000 do 2000. Nadal istnieją jednak problemy do rozwiązania. Przede wszystkim baterie nowej technologii będą dużo droższe.