Forskere leverer et litium-oksygenbatteri som varer lengre

Kategori: Klima forandringer Lagt ut 23. august

Å pakke mer energi inn i batterier er nøkkelen til å levere elbiler med lengre rekkevidde, smarttelefoner som kan vare dager – og billigere elektroniske produkter rundt omkring.

Løftet: Litium-oksygenbatterier representerer en av de mer lovende veiene mot det målet. De kan øke energitettheten med en størrelsesorden over konvensjonelle litium-ion-batterier - i teorien, i det minste. I en papir publisert i dag i Vitenskap , identifiserte forskere ved University of Waterloo måter å håndtere noen av de største hindringene for å konvertere dette potensialet til kommersiell virkelighet.

Utfordringen: Et kritisk problem har vært at når et litium-oksygen batteri utlades, omdannes oksygen til superoksid og deretter litiumperoksid, reaktive forbindelser som korroderer batteriets komponenter over tid. Det begrenser i sin tur dens ladeevne – og ethvert verktøy i den virkelige verden.

Forskuddet: For å komme rundt problemet byttet forskerne fra en karbonkatode til en laget av nikkeloksid og støttet av et rustfritt stålnett. De brukte også smeltet salt til elektrolytten – den delen av batteriet som lar positivt ladede ioner bevege seg mellom elektrodene – og hevet batteriets driftstemperatur til 150 ˚C.

Disse trinnene gjorde det mulig å oppnå omtrent tre ganger antallet ladesykluser som tidligere forsøk på litium-oksygen. Forskerne klarte også å øke energien per masseenhet med mer enn 50 prosent.

Denne oppdagelsen fremhever enorme muligheter... for å muliggjøre nye batteriteknologier som potensielt kan konkurrere med litium-ion-batterier og andre lagringsteknologier, skriver MIT-forskere i et tilhørende stykke .

Vent på det... : Men fremgangen på batterifeltet er utrolig sakte, og det krever mange år for lovende fremskritt i laboratoriet å bevege seg inn på den kommersielle arenaen (se Advance dobler levetiden til høyenergi-elbilbatterier .) Spesielt vil disse batteriene fortsatt trenge å oppnå langt flere livssykluser for å konkurrere med produktene på markedet i dag.

Linda Nazar , en medforfatter av studien, understreker at forskerne ikke har gitt et praktisk design for kommersiell produksjon av litium-oksygenbatterier, som hun sier er mer enn 15 år unna.

Vi kan være uendelig fra kommersialisering – ettersom batteriet vårt er designet – men enda viktigere vil dette konseptet forhåpentligvis føre til nye design som kan bringe oss dit, sa hun i en e-post.