Cercetătorii chinezi au creat bateria care funcționează la minus 80 de grade Celsius
Într-un progres semnificativ în ceea ce privește tehnologia bateriilor, o echipă de cercetători a dezvoltat un nou electrolit care le permite bateriilor cu ioni de litiu să funcționeze eficient la temperaturi ultra-scăzute. Iată bateria care funcționează la minus 80 de grade Celsius!
Echipa internațională condusă de Fan Xiulin, profesor la Universitatea Zhejiang (China), susține că acest progres le-a permis să dezvolte bateria care funcționează la -80 de grade Celsius.
Cercetătorii au descoperit, de asemenea, un mecanism de transport al ionilor în baterii, anterior neidentificat, care are potențialul de a stabili baza pentru dezvoltarea bateriilor de mare energie capabile să funcționeze în condiții extreme, conform publicației South China Morning Post (SCMP), citată de Interesting Engineering.
Xiulin subliniază că aceste baterii și-ar putea găsi utilitatea în diverse domenii, cum ar fi telecomunicații, trenuri, explorare arctică, aviație și vehicule electrice.
Detaliile cercetării au fost publicate în revista Science.
Bateria care funcționează la minus 80 de grade Celsius
Crearea bateriilor cu ioni de litiu potrivite pentru medii cu temperaturi scăzute a fost dificilă din cauza provocării de a găsi un echilibru între densitatea mare de energie, intervalul larg de temperatură de funcționare și capacitatea de încărcare rapidă, toate într-o singură baterie.
Unul dintre motive este că toate aceste caracteristici depind de electrolit, un component al bateriei care deplasează ionii între electrozi, având calități care se opun una alteia.
Pentru a rezolva această provocare, echipa a creat un electrolit format din molecule minuscule de solvent care permit caracteristici de baterie „inaccesibile” cu proiectările de electrolit actuale, conform SCMP.
Potrivit cercetărilor, electrolitul a facilitat încărcarea ultra-rapidă în medii reci. Acesta le-a permis bateriilor cu ioni de litiu să funcționeze cu o capacitate și stabilitate mari la temperaturi de până la minus 80 de grade Celsius. Iar bateria poate fi încărcată până la 80% din capacitatea sa în 10 minute la temperaturi extrem de scăzute.
Sarea de litiu amestecată într-un solvent organic este ingredientul obișnuit al electroliților bateriilor cu ioni de litiu. Electroliții restrâng conductivitatea ionică, adică mișcarea ionilor, într-o baterie.
Ce urmează să testeze cercetătorii?
Cu toate acestea, după patru ani de cercetare, care a inclus testarea multor solvenți într-o gamă largă de temperaturi, grupul a utilizat un solvent numit fluoroacetonitril pentru a crea un electrolit.
Cercetătorii au descoperit că electrolitul a facilitat un mod de mișcare structurală neidentificat în baterii, prin experimente utilizând baterii cu ioni de litiu ambalate moale, cunoscute și sub denumirea de celule de baterii plan-flat, conform SCMP.
Cercetătorii numesc acest proces „transport canal-ligand”, în care moleculele mici de solvent din electrolit formează două straturi protectoare în jurul ionilor de litiu și construiesc canale pentru ca ionii să călătorească prin ele.
Mecanismul de conducție facilitat de canal-ligand face posibil ca bateriile de mare energie să funcționeze în medii dure. Acest proces i-a permis electrolitului să aibă o conducțivitate ionică de 10.000 de ori mai bună la -70 de grade Celsius decât electroliții standard, conform SCMP.
Grupul a descoperit că conceptul lor de design al electrolitului funcționează foarte bine și pentru bateriile cu ioni de sodiu și potasiu. Conform echipei, această cercetare încă are limite, deoarece poate fi necesară o investigație suplimentară pentru a se asigura că electrolitul poate funcționa corect în cadrul unei proiectări tradiționale de baterii.
Vă recomandăm să citiți și:
Celulele solare pliabile mai subțiri decât hârtia sunt noua creație a cercetătorilor
Oamenii de știință au creat mătase cu o glandă de păianjen artificială
Cercetătorii chinezi au creat bateria care rezistă zeci de ani fără să fie reîncărcată