Litiozko baterien errendimendua pixkanaka hautsi egin da

Litiozko baterien errendimendua pixkanaka hautsi egin da

Silizio anodoek arreta handia erakarri dute bateriaren industrian.-rekin alderatutalitio-ioizko bateriakgrafitozko anodoak erabiliz, 3-5 aldiz ahalmen handiagoa eman dezakete.Edukiera handiagoak esan nahi du bateriak gehiago iraungo duela karga bakoitzaren ondoren, eta horrek ibilgailu elektrikoen gidatzeko distantzia nabarmen handitu dezake.Silizioa ugaria eta merkea bada ere, Si anodoen karga-deskarga zikloak mugatuak dira.Karga-deskarga ziklo bakoitzean, haien bolumena asko zabalduko da, eta haien kapazitatea ere gutxitu egingo da, eta horrek elektrodoen partikulen haustura edo elektrodo-filmaren delaminazioa ekarriko du.

Jang Wook Choi irakasleak eta Ali Coskun irakasleak zuzendutako KAIST taldeak uztailaren 20an jakinarazi zuen silizio anododun litio ioizko baterien kapazitate handiko polea itsasgarri baten berri.

KAIST taldeak polea molekularrak (polirotaxanoak izenekoak) bateriaren elektrodoen lokailuetan integratu zituen, bateriaren elektrodoei polimeroak gehituz elektrodoak metalezko substratuei lotzeko.Polirotanoko eraztunak polimero-eskeletoan torlojututa daude eta hezurduran zehar aske mugi daitezke.

Polirotanoko eraztunak aske mugi daitezke silizio partikulen bolumen aldaketarekin.Eraztunen irristagaitzak silizio partikulen forma eraginkortasunez mantendu dezake, bolumen aldaketa etengabeko prozesuan desegiteko.Azpimarratzekoa da birrindutako silizio partikulak ere koaleszente gera daitezkeela, polirotanozko itsasgarrien elastikotasun handia dela eta.Itsasgarri berrien funtzioa lehendik dauden itsasgarrienarekin (normalean polimero lineal sinpleak) kontraste handia du.Dauden itsasgarriek elastikotasun mugatua dute eta, beraz, ezin dute partikulen forma tinko mantendu.Aurreko itsasgarriek birrindutako partikulak sakabanatu ditzakete eta silizio-elektrodoen ahalmena murriztu edo gal dezakete.

Oinarrizko ikerketaren garrantziaren erakusgarri bikaina dela uste du egileak.Polirotaxanoak Nobel Saria irabazi zuen iaz, "lotura mekanikoen" kontzeptuagatik."Lotura mekanikoa" definitutako kontzeptu berri bat da, lotura kimiko klasikoei gehi dakiekeena, hala nola lotura kobalenteak, lotura ionikoak, koordinazio loturak eta lotura metalikoak.Epe luzeko oinarrizko ikerketak pixkanaka baterien teknologiaren aspaldiko erronkei aurre egiten die ustekabeko erritmoan.Egileek ere aipatu dute gaur egun bateria fabrikatzaile handi batekin lanean ari direla beren polea molekularrak benetako bateria produktuetan integratzeko.

Sir Fraser Stoddart-ek, Northwestern Unibertsitateko 2006ko Noble Laureate Chemistry Award-eko irabazleak, gaineratu zuen: "Lotura mekanikoak lehen aldiz berreskuratu dira energia biltegiratzeko ingurune batean.KAIST taldeak trebeziaz erabili zituen aglutinatzaile mekanikoak eraztun irristagarrietan polirotaxanoetan eta alfa-ziklodextrina espiral polietilenglikol funtzionalizatuan, merkatuan litio-ioizko baterien errendimenduan aurrerapauso bat emanez, aglutinatzaile mekanikoekin polea-formako agregakinak direnean.Konposatuek ohiko materialak lotura kimiko bakarrarekin ordezkatzen dituzte, eta horrek eragin handia izango du materialen eta ekipoen propietateetan.


Argitalpenaren ordua: 2023-03-10