Bateria ”inteligentă” care își poate monitoriza starea chimică și termică

Această caracteristică permite utilizatorilor să ia măsuri înainte ca uzura bateriei să ducă la accidente.

Tehnologia bateriilor poate fi în unele cazuri destul de instabilă și volatilă, acestea caracteristici ajungând să îi afecteze siguranța și fiabilitatea. Monitorizarea activă a stării chimice și termice a celulelor bateriei în timp ar putea ajuta la detectarea modificărilor care pot provoca incidente sau disfuncționalități, oferind utilizatorilor șansa de a interveni înainte de apariția unei probleme, notează Tech Xplore.

• Când vor deveni tehnologiile cuantice parte din viața de zi cu zi?
• De ce o pagină de pe Wikipedia a fost blocată pentru editare

Cercetătorii de la Collège de France și Universitatea Politehnică din Hong Kong au proiectat recent o baterie cu ion Na (Li) care își poate monitoriza propria stare chimică și termică printr-o serie de senzori optici integrați în celulele sale. Această baterie unică a fost prezentată într-un studiu recent, ar putea oferi o siguranță și o eficiență mai bună în raport cu bateriile convenționale.

Accentul este pus pe siguranță, nu pe creșterea performanțelor

Ideea studiului acesta mi-a venit în urmă cu aproximativ trei sau patru ani, când am scris un articol în Nature Materials”, explică Jean-Marie Tarascon, unul dintre cercetătorii care au lucrat la acest studiu. „Am analizat studiile anterioare, am realizat că raportul dintre performanța și costul bateriilor Li-ion s-a îmbunătățit atât de mult în ultimii ani (n.r. tehnologia bateriilor Li-ion are o performanță foarte bună și este accesibilă). Deoarece acest raport este deja mai mult decât satisfăcător, am decis să mă concentrez în viitoarele mele cercetări pe încercarea de a îmbunătăți fiabilitatea și siguranța bateriilor, mai degrabă decât pe dezvoltarea unor reacții chimice alternative pentru baterii”, mai adaugă cercetătorul.

În timp ce conducea unele dintre cercetările sale anterioare, Tarascon a început să ia în considerare posibilitatea dezvoltării unei baterii „inteligente” capabilă de detectare și auto-vindecare. idea sa de bază a fost că abaterea de la design-urile clasice și introducerea unei componente de detectare în interiorul celulelor ar putea îmbunătăți în cele din urmă durata de viață, scăzând amprenta de carbon a tehnologiei.

Pentru a crea această baterie, Tarascon și colegii săi au integrat senzori de rețea cu fibre optice Bragg în celule comerciale 18650 Na (Li)-ion. Acești senzori acționează ca o oglindă selectivă a lungimii de undă, deoarece informațiile pe care le colectează sunt în esență lungimi de undă reflectate. Poziția acestor lungimi de undă se schimbă în timp real din cauza variațiilor de temperatură și/sau presiune din mediul senzorului.

Designul unic al bateriei permite monitorizarea în timp real a evenimentelor chimice și termice care apar în interiorul unei baterii. Tarascon și colegii săi sunt, de asemenea, printre primii care au măsurat cu succes căldura generată în interiorul unei celule fără a utiliza microcalorimetrie, ci o serie de senzori.

Studiul deschide oportunități fără precedent în domeniul dezvoltării bateriilor, atât la nivel academic, cât și industrial. În viitor, designul lor ar putea servi drept exemplu pentru alte echipe din întreaga lume, ducând la dezvoltarea unor baterii mai sigure și mai fiabile.

Studiul a fost publicat în Nature Energy.

Citește și:

Huawei a obținut un brevet pentru o tehnologie laser care ar putea oferi baterie „nelimitată”

Un nou tip de baterie litiu-ion ar putea revoluționa smartphone-urile, laptopurile sau mașinile electrice

Vor putea zidurile să stocheze energie? Cercetătorii au transformat o cărămidă într-o baterie

Tesla lucrează la o baterie care va mări considerabil autonomia modelelor sale