Egy olyan korszakban, ahol a hatékony és fenntartható energiatárolás iránti kereslet a csúcspontján van, a Harvard Egyetem Műszaki és Alkalmazott Tudományos Iskolájának úttörő fejlesztése új referenciaértéket adott az akkumulátor -technológia területén. A kutatók egy új lítiumfém akkumulátort mutattak be, amely képes legalább 6000 töltési és kisülési ciklus ellenállni, és büszkélkedhet azzal, hogy mindössze percen belül teljes mértékben feltölthető. Ez a forradalmi fejlődés nemcsak az akkumulátorok használatának átalakítását ígéri, hanem előkészíti az utat a gyakorlati alkalmazásokhoz, például az elektromos járművekben.
Ennek a kutatásnak a lényege a szilárdtest-elemek gyártásában rejlik lítium-fém anódok felhasználásával, ez a módszer, amely új betekintést nyújtott a potenciálisan forradalmi akkumulátorok anyagaiba. A nemrégiben közzétett tanulmány a „Nature Materials” című cikkben kiemeli a lítium -fém anódok megértésében és felhasználásában tett jelentős lépéseket. Xin Li, a papír szerzője megjegyezte: „A lítiumfém anód akkumulátorokat az akkumulátorok szent gráljának tekintik. Tízszeres kapacitással rendelkeznek a kereskedelmi grafit anódoké, ami potenciálisan jelentősen növeli az elektromos járművek hajtótávolságát. Kutatásunk létfontosságú lépést jelez a gyakorlati szilárdtest elemek felé az ipari és kereskedelmi alkalmazásokban. ”
Az akkumulátorok tervezésének egyik legnagyobb kihívása a dendritek kialakulása az anód felületén. Ezek a gyökérszerű szerkezetek az elektrolitban növekednek, és átszúrják az anódot és a katódot elválasztó gátot, és az akkumulátor rövid áramköreihez és akár tüzekhez vezetnek. 2021 -ben Li és csapata egy többrétegű akkumulátor tervezésével foglalkozott ezzel a kérdéssel, és az anód és a katód közötti különféle stabilitású anyagok különféle anyagokat tartalmazott. Ez a többrétegű, multimaterialis kialakítás nem blokkolta teljesen a lítium -dendriteket, hanem ellenőrizte és tartalmazza azok behatolását.
Legutóbbi kutatásaikban a csapat további lépéseket tett azáltal, hogy beépítette a mikrométer méretű szilikonrészecskéket az anódba. Ez a megközelítés zsugorítja a litiációs reakciót és elősegíti a vastag lítium fém egyenletes galvanizálását, amely hatékonyan megakadályozza a dendrit képződését. Sőt, a galvanizáló és sztriptíz folyamatok gyorsan előfordulhatnak a lapos felületeken, lehetővé téve az akkumulátor teljes töltését mindössze 10 perc alatt.
A kísérleti szakaszban egy tasak akkumulátor létrehozása volt, amely egy postai bélyeg méretű, 10-20 -szor nagyobb, mint az egyetemi laboratóriumokban előállított érme akkumulátor. Figyelemre méltó, hogy ez az akkumulátor kapacitásának 80% -át 6000 ciklus után is fenntartotta, és felülmúlta a jelenleg piacon lévő többi tasak akkumulátort.
Ez a Harvardból származó innováció nem csupán tudományos eredmény; Ez az akkumulátor technológiájának jelentős előrelépését jelenti. A fokozott kapacitással, biztonsággal és hatékonyságával a LI és csapata által kifejlesztett lítiumfém akkumulátora képes forradalmasítani az energiatárolást és a felhasználást, különösen az elektromos járművekben, jelentős mérföldkövet jelezve a fenntarthatóbb és energiahatékonyabb jövő felé vezető úton.
A postai idő: január-12-2024
