Prima pagină Stiinta

O nouă clasă de materiale poate duce la emergenţa unui nou tip de baterii care se încarcă rapid şi poate revoluţiona industrii de viitor care se află în impas

Alexandru Voiculescu 07.31.2018 | ● Vizualizări: 778
Credit: 123RF     + zoom
Galerie foto (1)

Cercetătorii de la Universitatea Cambridge au identificat un grup de materiale care poate fi folosit pentru a face baterii mai eficiente. Materialele au o structură cristalină complexă şi, cu ajutorul lor, ionii de litiu se pot mişca la viteze mai mari decât în materialele din care se fac electrozii. Inovaţia poate duce la baterii care se încarcă mai rapid.

Noii electrozi, din oxizi de niobiu-wolfram, pot reprezenta aşadar o soluţie la bateriile din generaţia următoare. Rezultatele au fost descrise în detaliu în jurnalul Nature.

Multe dintre tehnologiile pe care le folosim în fiecare zi devin din ce în ce mai mici, mai rapide şi mai ieftine, excepţia notabilă fiind bateriile. În afară de posibilitatea ca bateriile să se încarce în doar câteva minute, impedimentele asociate cu crearea unei baterii mai bune sunt două tehnologii ecologice: maşinile electrice şi stocarea la scară largă a energiei solare, scrie Phys.

În cea mai simplă formă a lor, bateriile sunt realizate din trei componente: un electrod pozitiv, unul negativ şi un electrolit. Atunci când o baterie se încarcă, ionii de litiu sunt extraşi de la electrodul pozitiv şi se deplasează prin structura cristalină şi prin electrolit la electrodul negativ, unde sunt stocaţi. Cu cât procesul are loc mai rapid, cu atât bateria poate fi încărcată mai repede.



De obicei, cercetătorii încearcă să facă distanţa dintre electrozi mai mică, pentru a scădea durata călătoriei, dar este un proces dificil şi vor exista în continuare reacţii chimice cu electrolitul. De aceea, în noul studiu, oamenii de ştiinţă au propus o altă abordare: oxizii de niobiu-wolfram care în lucrarea de faţă au o structură deschisă şi rigidă şi particule mai mari decât orice alte materiale de electrozi. Kent Griffith, autorul principal al studiului, este de părere că acest material nu a primit atenţie din cauza structurii sale complexe, dar susţine că tocmai aceasta îi oferă proprietăţile unice de transport.

„Multe materiale se bazează pe aceleaşi două sau trei structuri cristaline, dar aceşti oxizi de niobiu-wolfram sunt diferiţi în mod fundamental”, a precizat Griffith. Oxizii sunt ţinuţi deschişi de „coloane” de oxigen, care le permit ionilor de litiu să se deplaseze în trei dimensiuni. „Aceste coloane de oxigen fac ca aceste materiale să fie mai rigide decât alţi compuşi, iar structurile deschise fac ca ionii de litiu să se deplaseze mult mai rapid”, adaugă cercetătorul.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

A fost inventată o nouă baterie cu o viaţă mult mai lungă decât orice altă baterie

Un nou dispozitiv hibrid poate elimina nevoia de baterii şi poate oferi energie nelimitată pentru viitoarele telefoane mobile

John Goodenough, creatorul bateriei litiu-ion, este pe cale să revoluţioneze lumea din nou, la venerabila vârstă de 94 de ani

O nouă baterie creată recent poate revoluţiona industria autovehiculelor şi a telefoanelor