Стъкло, вградено в батериите, може да увеличи производителността и безопасността

Твърдотелното стъкло може да бъде много полезно забатериите. Това твърди Стив Мартин, но не известният филмов комик, а изследователят Стив мартин – професор по инженерни науки в Университета в Айова. Той е и сътрудник на лабораторията Амес при Министерството на енергетиката на САЩ.

Мартин изследва различни материали за батерии в продължение на 30 години. По-конкретно той и неговите студенти изучават основните свойства на стъклените вещества: Как се движат йоните през тях? Какво се знае за тяхната механична здравина? А за термичната им стабилност? А за тяхната химическа устойчивост?

glass-ball-624819_960_720

Мартин, който преподава и прави изследвания в отдела по материалознание и инженеринг, отдавна смята, че използването на стъкло като електролит за батерии може да направи акумулторните системи по-безопасни, а и по-мощни. Уви, финансирането за изследвания в областта е ограничено и по-голямата част е насочена към течно-електролитни батерии, които традиционно имат проблеми като запалимост и слаб енергиен капацитет. Затова Мартин работи усилено за всяка подкрепа, която му позволява да изследва основните свойства на материалите с потенциал за подобряване на производителността на батериите. Целта му е разработването на нова, изцяло твърдотелна батерия.

Предвид последните промени в енергийните пазари по света обаче американските власти са все по-склонни да инвестират в проучвания на нови акумулаторни системи. Ето как се оказва, че отскоро Мартин работи по нов, тригодишен проект за иновтивни йоно-проводими твърдотрелни решения за съхранение на енергия.

Стъклото е особено подходящо като електролит за твърдотелни батерии, убеден е ученият.

Електролитът в батерията позволява на йоните – атоми, които са загубили или натрупали допълнителни електрони и поради това са положително или отрицателно заредени – да преминават напред-назад между приемащия електрони катод и отдаващия електрони анод. Получените електрохимични реакции произвеждат електричество. То захранва нашите устройства – мобилни телефони и лаптопи например, а също и по-големи машини като например електрически превозни средства.

Често използваните органични течни електролити в литиево-йонните батерии са проблем, казва Мартин. Те са химически реактивни като бензина и лесно се подпалват. От батериите може да изтече съдържащата се в тях запалима течност и това може да се окаже много опасно. За да направят батериите по-безопасни, производителите обикновено ограничават енергийните им характеристики. “Това помага. Но батериите работят само с част от своятамаксимална енергийна плътност“, казва Мартин.

Мартин обае смята, че използванетона твърдотелен, стабилен електролит би било по-добър, по-безопасен начин за изграждане на батерии. Как обаче могат да се движат йоните през твърдотелна материя? Вто това е нещото, което Мартин и неговата изследователска група изследва: движението на йоните през стъклото.

Чрез използването на сулфидни стъкла Мартин е успял да ускори движението на йоните, тоест да увеличи проводимостта. С новия грант той се надява да смогне да докаже, че твърдото стъкло може да бъде евтин, високопроиводителен, безопасен и стабилен електролит за литиево-йонни батерии.

“И може би ще се окаже, че презареждате своите устройства веднъж в седмицата, вместо всеки ден,“, казва Мартин. “Или може би електрическият ви автомобил е в състояние да измине 400 километра с едно зареждане“. Казва, че целта на настоящия му проект е не просто батериите да станат по-безопасни, но и да са много по-ефективни. „Смятаме, че можем да се увеличи капацитета им десетократно“.

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*