Malá úprava vytvára bezpečnejšie a efektívnejšie polovodičové batérie
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 27. 6. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Americké Národné laboratórium Oak Ridge (ORNL) prišlo s malým vylepšením, ktoré môže mať veľké následky. Urobením malej úpravy v spôsobe výroby typu polovodičovej batérie sa vedcom podarilo odstrániť defekty vo vrstve elektrolytu, čím sa otvorila cesta k bezpečnejším a efektívnejším polovodičovým batériám.
Takzvané solid-state batérie či polovodičové batérie vyzerajú byť veľmi sľubné. Na rozdiel od súčasných lítium-iónových batérií neobsahujú totiž horľavé kvapaliny, ktoré sú veľkou nevýhodou. Polovodičové batérie sú tiež menej toxické, majú vyššiu energetickú hustotu, rýchlejšie sa nabíjajú a prežijú viac cyklov nabíjania bez toho, aby sa zdegenerovali.
Problémom je, že výroba takýchto batérií je ťažká a drahá v porovnaní s tekutými batériami, pričom jedným z hlavných problémov sú defekty vo vrstvách elektrolytu, ktoré sú pre batérie kľúčové. Drobné bublinky vytvorené vo vrstve zabraňujú iónom v pohybe medzi elektródami, čím spomaľujú nabíjanie a všeobecné operácie. Jedna vrstva elektrolytu je vyrobená z antiperovskitu (Li2OHCl), kde sú pelety materiálu zlisované do plátov. Tieto často spôsobujú nežiaduce chyby, ktoré znižujú účinnosť.
Aby sa to prekonalo, tím z amerického Národného laboratória Oak Ridge pridal krok zahrievania lisu a potom nechal elektrolyt vychladnúť pod tlakom. Výsledkom bola vrstva bez bublín a s vyšším povrchovým obohatením dusíkom, ktorý bol tiež takmer 1 000-krát vodivejší. Vykazoval takmer 50 % zlepšenie kritickej hustoty prúdu a lepšiu litofilitu, čo je kľúčový faktor pri stabilite polovodičových batérií.
Podľa výskumníkov nové vylepšenie nielen zlepšuje výkon, ale otvára aj dvere k tomu, aby bolo možné spracovať pevné elektrolyty v priemyselnom meradle, ktoré sú spoľahlivejšie, pretože inžinieri budú mať nad procesom väčšiu kontrolu.
„Je to rovnaký materiál. Meníte len spôsob, akým ho vyrábate, a zároveň zlepšujete výkon batérie na mnohých frontoch,“ povedal Marm Dixit, vedúci výskumu.
Výskum bol nedávno publikovaný v ACS Energy Letters.
