Pre zabezpečenie dlhého dojazdu elektromobilov a vysokej kvality akumulátorov, s ktorou súvisí aj ich dlhodobá životnosť, sú potrebné moderné technológie a technologický pokrok. Vedcom z Oak Ridge National Laboratory (ORNL) sa podľa slov portálu Electrive, ktorý sa odvoláva na časopis ACS Energy Letters, podarilo optimalizovať polymérne spojivo pre tuhé solfídové elektrolyty. Tým je možné zabezpečiť vyššiu hustotu energie.
Dvojnásobná hustota energie na kilogram hmotnosti
Tím vedcov z ORNL nadviazal na svoje predchádzajúce štúdie a v rámci svojho najnovšieho výskumu sa zameral na určenie ideálnej hrúbky filmu pre dosiahnutie optimálnej iónovej vodivosti. Zároveň je nutné dodržiavať aj dostatočnú štrukturálnu pevnosť.
V súčasnosti sú využívané tuhé elektrolyty. Tie využívajú plastový polymér, ktorý vedie ióny. Jeho nevýhodou je oveľa nižšia vodivosť v porovnaní s kvapalnými elektrolytmi. Aj to je dôvodom, prečo sa niekedy k polymérnym elektrolytom pridávajú elektrolyty kvapalné – slúžia k zlepšeniu vodivosti.
Tento typ sa zvykne označovať ako polosolídny elektrolyt, respektíve polosolídny článok. ORNL sa však zameriava na technológiou čisto tuhých elektrolytov, aby bolo možné využiť plný potenciál tuhých článkov, ktorých výhodou je napríklad bezpečnosť. Kvapalný elektrolyt je totiž veľmi horľavý.
Sulfídový tuhý elektrolyt, ktorý výskumníci z národného laboratória v Oak Rigde využili, má iónovú vodivosť porovnateľnú s kvapalným elektrolytom. Sulfídové zlúčeniny vytvárajú vodivú cestu, ktorá umožňuje lítiu pohyb tam a späť počas procesu nabíjania a vybíjania.
Molekulová hmotnosť polymerného spojiva je dôležitá pre tvorbu odolných tuhých elektrolytických filmov. Použitie hrubšieho alebo tenšieho filmu by so sebou nieslo viaceré nevýhody. Cieľom štúdie bolo teda nájsť “zlatú strednú cestu” – teda takú hrúbku filmu, ktorá by vyhovovala po stránke iónovej vodivosti a štrukturálnej integrity. Taktiež bolo potrebné minimalizovať polymérne spojivo, pretože to nevedie ióny.
Nemali by ste prehliadnuť:
- Prekonáva očakávania: S týmto elektromobilom prejdete viac ako 800 km na diaľnici
- Takto vyzerá rezervný kanister pre elektromobily. Bez benzínu a poriadne draho
- Nový výskum odhalil trik, ktorý predĺži životnosť batérie v elektromobiloch o 50 až 70 %
Funkcia spojiva je iba fixovať elektrolytické častice do filmu. Jeho nadmerné množstvo vedie k zlepšeniu kvality filmu za cenu zníženej iónovej vodivosti. Naopak, ak je množstvo spojiva menšie, zlepší sa iónová vodivosť, ale zníži sa aj kvalita samotného filmu. Výsledkom výskumu je dosiahnutie dvojnásobnej hustoty energie akumulovanej v batérii, a to minimálne na úroveň 500 Wh / kg. Tieto nové poznatky neznamenajú len pokrok v oblasti elektromobility, ale mohli by pozitívne zasiahnuť napríklad aj používateľov notebookov a smartfónov.
