Ostatnie miesiące przynoszą coraz to nowsze odkrycia w dziedzinie baterii. Motorem napędowym innowacji wydaje się być przede wszystkim przemysł motoryzacyjny, który rozpoczął akumulatorowy wyścig zbrojeń. Ten kto będzie w stanie zaoferować szybsze ładowanie baterii i większy zasięg samochodu elektrycznego może wygrać wyścig do objęcia pozycji lidera w branży motoryzacyjnej.
Wszelkie nowe odkrycia dokonywane na polu chemii i konstrukcji ogniw baterii, niezależnie od tego w jakiej intencji są dokonywane, będą miały również wpływ na przyszłość zasilania urządzeń mobilnych, a w tym najpopularniejszych obecnie: laptopów, smartfonów, tabletów i smartwatchów. Dziś dotarły do nas kolejne wiadomości o odkryciach, tym razem dokonanych na Uniwersytecie Rice w Houston w Stanach Zjednoczonych.
Ogniwa litowo-jonowe stosowane w większości dzisiejszych urządzeń mobilnych mają swoje ograniczenia, na które panaceum poszukują najwięksi producenci baterii na świecie, w tym firmy Panasonic, LG Chem, Samsung SDI. Kombinacje baterii opartych o lit w zestawieniu z powietrzem i metalem są wśród ostatnich ogłaszanych innowacji. Tym razem docierają do nas wiadomości o ogniwach, które oprócz litu zawierają również asfalt. Zespół naukowców z Uniwersytetu Rice odkrył, że użycie tego materiału do budowy anody w bateriach litowo-metalowych powoduje, że bateria ładuje się znacznie, bo aż 20-krotnie szybciej i jest mniej podatna na awarie oraz zwarcia.
Testy nowej baterii litowo-asfaltowej dokonano w 500 pełnych cyklach ładowania i rozładowywania. Efektem badań było odkrycie, że porowaty materiał asfaltu ustabilizował baterię, zwiększyła się gęstość energii i mocy w przeliczeniu na kilogram baterii. Dodatkowo nowe baterie mogą zostać naładowane znacznie szybciej niż standardowe baterie litowo-jonowe. I mowa tutaj o różnicy w wymiarze godzin, ponieważ ładowanie zamiast 2 godzin może trwać jedyne 5 minut.
Pojemność nowej baterii jest niespotykana, ale kolejny uzyskany tym odkryciem efekt powoduje znaczne zwiększenie ich bezpieczeństwa i przedłużenie okresu użytkowania. Problemem dzisiejszych baterii litowych jest powolny, ale także nieunikniony proces formowania się i wzrostu dendrytów - krystalitów o fraktalnej strukturze. Tworzenie się tych formacji od anody w kierunku drugiej elektrody w końcu powoduje zwarcia w baterii i może doprowadzić w ekstremalnych sytuacjach do zapłonu lub eksplozji. Użycie pochodnej asfaltu pozwala kontrolować ten proces poprzez ustabilizowanie baterii. Użycie w baterii do budowy anody grafenu i nanorurek węglowych w poprzednim projekcie tego zespołu stanowiło aktywne składniki konstrukcji zapobiegające temu negatywnemu w skutkach procesowi, ale nowy projekt jest dodatkowo znacznie prostszy i tańszy w produkcji, przez wzgląd na brak konieczności tworzenia nanorurek z grafenu.
Anoda pod mikroskopem anodowym. Z lewej strony konstrukcja zawierająca lit, nanorurki grafenowe i asfalt. Z prawej strony jedynie asfalt i grafen.
