MIT našao rešenje za brže punjenje baterija

Naučnici Masačusetskog instituta za tehnologiju (MIT) našli su rešenje pomoću koga se litijum-jonske baterije mogu napuniti daleko brže nego što je to sada slučaj, što bi moglo dovesti do izrade manjih, brzo punjivih baterija za mobilne telefone i druge uređaje.

Litijum-jonske baterije se široko koriste u prenosivim elektronskim uređajima, jer mogu da uskladište veliku količinu energije. Nažalost, njihova slaba strana je to što su potrebni sati da se napune, a to nimalo ne pogoduje onim korisnicima koji su stalno u pokretu. Isto tako, ni pražnjenje baterija nije naročito brzo, pa vozači hibridnih automobila ne mogu da postignu ubrzanje koje im treba.

Istraživači su sve do sada smatrali da je razlog sporog punjenja i pražnjenja granica u brzini kojom se litijumski joni i elektroni kreću kroz bateriju kako bi formirali elektrohemijsko kolo.

Profesor Gerbrand Sider i njegove kolege s MIT-a koristili su zato kompjutersku simulaciju da modeluju kretanje jona i elektrona u litijumskom materijalu poznatom kao litijum-ferofosfat (LiFePO4).

Simulacija je pokazala da se joni kreću velikom brzinom, iz čega su oni zaključili da problem nije brzina nego nešto drugo. Ispostavilo se da je to način na koji joni prolaze kroz materijal. U materijalu se nalaze sićušni tuneli čiji su ulazi na njegovoj površini i tim je otkrio da joni moraju da se postave tačno ispred ulaza kako bi prošli kroz te tunele, u suprotnom ne mogu da prođu.

Ceder i njegov student Bjoungvu Kang pronašli su rešenje kako da se materijal obradi tako da svojom površinskom strukturom vodi jone prema ulazima tunela. Joni se kreću kao po kružnom putu i čim naiđu na tunel skrenu u njega.

Prototip baterije izrađen s tako obrađenim materijalom mogao se napuniti za manje od 20 sekundi, umesto za 6 minuta kad materijal nije bio obrađen.

U većini komercijalnih baterija za izradu katode koristi se materijal na bazi litijuma i kobalta – litijum-kobaltoksid (LiCoO2), a ne litijum-ferofosfat, jer litijum i kobalt mogu da se napune s više elektriciteta po jedinici težine. Međutim, ova kombinacija ume da se pregreje, što je izazvalo nekoliko incidenata na baterijama prenosivih računara i MP3 plejera.

S druge strane, litijum-ferofosfat se ne pregrejava, a istovremeno je i jeftiniji. Pored toga, MIT-ovi istraživači su otkrili da njihov novi materijal s vremenom ne gubi mogućnost punjenja, kao što je to slučaj sa standardnim litijum-jonskim baterijama. To znači da nije potrebno dodavati više materijala u standardne baterije kako bi se kompenzovao taj gubitak, pa će nove baterije s fenomenalnom brzinom punjenja biti manje i lakše.

Pored elektronskih uređaja novi materijal bi omogućio i brže punjenje električnih automobila, ali bi ta brzina bila ograničena raspoloživim intenzitetom struje u kućnom strujnom priključku.

Pošto u standardni proizvodni proces treba uneti tek neznatan broj promena, profesor Sider veruje da bi novi materijal za baterije mogao da se pojavi na tržištu za dve do tri godine. Dve kompanije su već kupile licencu.

Članak o ovom otkriću objavljen je u naučnom časopisu “Nature” u izdanju od 12. marta.

|Search:Find More About MIT našao rešenje za brže punjenje baterija|

[ad#ad-post1]