Калиеви батерии се самолекуват и са евтини

Литият е скъп, добиването му в големи обеми вреди на природата и е склонен да се запалва от време на време. Въпреки това той е най-масовото решение за съхранение на енергия в момента: за смартфони, компютри, автомобили. В търсене на по-добра алтернатива учените постоянно търсят нови решение и това, което сега са открили, е огромен потенциал за направата на самолекуващи се батерии от калий.

Освен че е евтин и изобилен, калият е по-лесен за обработка, което означава и по-ниски производствените разходи и по-малки материалните разходи. Използвайки аноди от калий, батериите могат да бъдат изградени с енергийна плътност, сравними с тези на литиевите си събратя.

Проблемът досега винаги е бил един – същият, който тормози и литиевите батерии: образуването на „дендрити“. С течение на времето, когато батерията се зарежда и разрежда отново и отново, частици от метала започват да се прикрепят към анода. Това не се случва равномерно; започват да се образуват малки разклонения, подобно клони на дърво – затова са наречени дендрити – и в крайна сметка когато се натрупат достатъчно много, те пробиват изолационната мембрана, отделяща анода от катода. Това води до късо съединение в батерията. Резултатът е ясен – унищожаване на батерията и нерядко – пожари.

Сега екип от учени от Политехническия институт „Ренселер“ от Ню Йорк казва, че е разработил техника за „самолечение“, която може да почиства тези дендрити от анода, докато батерията се зарежда. Дендритите не могат да пораснат, за да пробият мембраната. Учените казват, че това прави възможно да се произвеждат евтини, дълготрайни калиеви батерии за масово използване.

Техниката звучи странно, защото по същество е ударно зареждане и презарждане с висока скорост – точно това, за което от години се говори, че не бива да се прави с батериите, защото ги съсипва. Ала правейки това при контролирани обстоятелства, според изследователите, може точно да се контролира топлината в акумулатора, повишавайки я до точката, в която калият не се топи, но се активира повърхностна дифузия по такъв начин, че металът се измества настрани от купчината дендрити и се изглажда.

Същият изследователски екип демонстрира подобна способност за самолечение на дендрити при литиеви батерии през 2018 г., но това изискваше значително по-високи температури.

„При новия подход идеята е, че през нощта или винаги, когато не използвате батерията, бихте имали система за управление на батерията, която би прилагала тази локална топлина, която би накарала дендритите да се „самоизлекуват“, казва Нихил Кораткар, професор по машинно, космическо и ядрено инженерство в „Ренселер“ и водещ автор на това изследване. „Искам да видя промяна на парадигмата при металните батерии. Металните батерии са най-ефективният начин за конструиране на батерия; просто поради проблема с дендритите реализацията е трудна. С калия вече има много повече надежда“.

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*