Μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Cambridge ανέπτυξε μια τεχνική χαμηλού κόστους για να εξερευνήσει το εσωτερικό των μπαταριών ιόντων λιθίου με τρόπο που δεν ήταν εφικτός μέχρι τώρα.
Η μέθοδος, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature την Τετάρτη, επιτρέπει στους ερευνητές να προσδιορίσουν τα «όρια ταχύτητας» για κύκλους φόρτισης στις μπαταρίες και στη συνέχεια να βρουν τρόπους για να μεγιστοποιήσουν τις δυνατότητές τους.
«Διαπιστώσαμε ότι υπάρχουν διαφορετικά όρια ταχύτητας για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, ανάλογα με το εάν φορτίζει ή αποφορτίζει», δήλωσε ο Δρ Ashkay Rao από το Cavendish Laboratory του Cambridge, ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας.
«Κατά τη φόρτιση, η ταχύτητα εξαρτάται από το πόσο γρήγορα τα ιόντα λιθίου μπορούν να περάσουν από τα σωματίδια του ενεργού υλικού. Κατά την εκφόρτιση, η ταχύτητα εξαρτάται από το πόσο γρήγορα εισάγονται τα ιόντα στις άκρες. Εάν μπορέσουμε να ελέγξουμε αυτούς τους δύο μηχανισμούς, θα επιτραπεί στις μπαταρίες ιόντων λιθίου να φορτίζουν πολύ πιο γρήγορα.»
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου βρίσκονται σε όλα, από φορητά ηλεκτρονικά έως ηλεκτρικά οχήματα, αν και παραμένουν αρκετοί περιοριστικοί παράγοντες που επιβραδύνουν τη μετάβαση σε έναν κόσμο χωρίς ορυκτά καύσιμα. Οι αργοί χρόνοι φόρτισης και η χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα σε σύγκριση με εναλλακτικές λύσεις όπως η βενζίνη μπορούν να απογοητεύσουν τους χρήστες, ενώ η απλή αύξηση της μεταφοράς ενέργειας μπορεί να τους προκαλέσει υπερθέρμανση ή έκρηξη.
Για να ξεπεραστούν αυτά τα ζητήματα και να μεγιστοποιηθεί το δυναμικό των μπαταριών ιόντων λιθίου, οι ερευνητές του Cambridge ανέπτυξαν μια οπτική τεχνική μικροσκοπίας που ονομάζεται ενδομετρική σκέδαση. Αυτό τους επέτρεψε να παρατηρήσουν τις φάσεις μεταβάσεις στον κύκλο εκφόρτισης φόρτισης και να καταλάβουν πόσο γρήγορα μπορεί να εκτελεστεί.
Προηγούμενοι τρόποι παρατήρησης της εσωτερικής λειτουργίας των μπαταριών ιόντων λιθίου περιελάμβαναν δαπανηρές και χρονοβόρες τεχνικές όπως ακτινογραφία συγχροντρόν ή ηλεκτρονική μικροσκοπία.
«Αυτή η τεχνική προσφέρει μια τεράστια αλλαγή στην ταχύτητα της τεχνολογίας, ώστε να μπορούμε να συμβαδίζουμε με τις ταχέως εσωτερικές λειτουργίες μιας μπαταρίας», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Dr Christoph Schnedermann από το Cavendish Laboratory.
«Αυτή η τεχνική θα μπορούσε να είναι ένα σημαντικό κομμάτι του παζλ στην ανάπτυξη μπαταριών επόμενης γενιάς.»
Πηγή: independent.co.uk, secnews.gr