Nova vrsta baterije može puniti uređaj čak 10 puta brže od litij-ionskih modela

15

Punjive litij-ionske baterije u osnovi su svugdje, napajaju sve: od pametnih telefona do prijenosnih računala, slušalica do uređaja za igranje i još mnogo toga.

No dok je pogodnost ove sveprisutne (i dobitnice Nobelove nagrade) baterije radikalno promijenila način na koji koristimo i punimo prijenosnu tehnologiju, litij-ionski punjač je daleko od savršenstva.

Učinak litij-ionskih punjača s vremenom se pogoršava, a ponekad nedostaci u ćelijama akumulatora mogu dovesti do pregrijavanja i opasne opasnosti od požara – s tim da tvrtke ponekad moraju hitno opozvati proizvode koji mogu eksplodirati bez upozorenja. I kao što svatko tko posjeduje pametni telefon, tablet ili laptop može potvrditi, punjenje litij-ionskih baterija može biti spor i dugotrajan proces. S te strane, znanstvenici imaju dobre vijesti.

Istraživači u Rusiji razvili su novu vrstu tehnologije punjača za koju kažu da može napuniti približno 10 puta brže od postojećih litij-ionskih punjača što je ubrzanje koje bi moglo ponuditi velike prednosti uštede vremena ako se uvede u svakodnevne uređaje. “Punjač proizveden pomoću našeg polimera napunit će uređaj za nekoliko sekundi – otprilike 10 puta brže od tradicionalne litij-ionske baterije”, kaže istraživač elektrokemije Oleg Levin sa Sveučilišta u Sankt Peterburgu. “To je već dokazano kroz niz eksperimenata.”

Ključ novih baterija je vrsta redoks polimera na bazi nitroksila, materijala koji može proći reverzibilnu oksidaciju (gubitak elektrona) i redukciju (dobitak elektrona) kada se prazni i napuni. U ovom slučaju, korišteni redoks polimer je sintetizirani oblik NiSalena (nikal-salen), metalopolimera koji sadrži metal, u kojem lanci atoma nikla i selena djeluju kao molekularne žice za jačanje elektronske vodljivosti, što je ograničenje nitroksil- na bazi polimernih baterija. “U polimerima na bazi nitroksila jedini put prijenosa naboja je skakanje elektrona između susjednih redoks centara, što je brzo na mikroskopskoj skali”, objašnjavaju istraživači u svojoj studiji. “Unatoč tome, čini se da je makroskopska elektronska vodljivost materijala na bazi nitroksila vrlo niska.”

Tijekom testiranja, istraživači su istražili niz različitih vrsta polimera, ali NiSalen kemija bila je jedini uređaj koji se pokazao stabilnim i učinkovitim, zahvaljujući načinu na koji su strukture nikla i selena radile kao provodljiva okosnica. Strukture su istodobno djelovale kao sakupljač naboja za nitroksilne privjeske, istovremeno podržavajući redoks kapacitet tvari.

Uređaj dobro radi i na niskim temperaturama, što se ne može reći za litij-ionske baterije osjetljive na temperaturu. Međutim, brzi NiSalen još uvijek nije savršen u svim područjima.

“U ovoj fazi još uvijek zaostaje u smislu kapaciteta – 30 do 40 posto niže nego u litij-ionskim baterijama”, kaže Levin. “Trenutno radimo na poboljšanju ovog pokazatelja, a zadržavamo brzinu pražnjenja.”

Teoretski, polimeri na bazi nitroksila u konačnici bi trebali ponuditi dobar kapacitivni potencijal, pa je možda pitanje vremena kada će tim smisliti kako podesiti bateriju tako da uz atraktivnu vodljivost nudi i dobar prostor za punjenje. Nadamo se, jer osim dobitaka od punjenja, postoje i druge značajne prednosti koje bi ova vrsta baterije mogla pružiti. “Sigurno je za korištenje– ne postoji ništa što može predstavljati opasnost od izgaranja, za razliku od baterija na bazi kobalta uključujući litij-ionske baterije koje su danas široko rasprostranjene“, kaže Levin. “Sadrži i znatno manje metala koji mogu naštetiti okolišu. Nikal je u našem polimeru prisutan u maloj količini, ali ima ga puno manje nego u litij-ionskim baterijama.”

Izvor: Science Alert

Komentari