Nauja anodų danga priartina ličio metalo baterijas prie realybės - kodėl jos iki šiol nėra plačiai naudojamos? ()
Ličio jonų baterijos, laboratorijose ištobulintos per aštuntąjį praeito amžiaus dešimtmetį, šiandien naudojamos visur. Jos gali būti greitai įkraunamos ir saugo nemažą energijos kiekį. Tačiau jos nėra idealios ir dabar Stanfordo universiteto mokslininkai galvoja, kad jas reikėtų pakeisti ličio metalo baterijomis. Kodėl tai nebuvo pasiekta anksčiau ir kokios naudos iš to gautume?
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Šiuolaikinėse įkraunamose baterijose ličio jonai juda nuo neigiamo elektrodo prie teigiamo kai baterija yra naudojama ir nuo teigiamo prie teigiamo kai yra įkraunama. Tie elektrodai, žinoma, yra metaliniai, tačiau jie patys negali būti gaminami iš ličio. O gaila - tokios ličio baterijos būtų daug efektyvesnės. Tiesą sakant, tai buvo viena iš pirminių idėjų ličio jonų baterijų kūrime, tačiau britų mokslininkas Stanley'is Whittinghamas kurdamas pirmuosius prototipus pastebėjo, kad tokios baterijos būtų labai nesaugios.
Problemų kelia pats litis. Atsidūręs drėgname ore ar kontaktuodamas su vandeniu jis lengvai užsiliepsnoja. Net ir ličio jonų baterijos dažnai sukelia saugumo problemų, bet tai yra niekis, palyginti su tuo, kaip degtų ličio metalo baterijos. Taigi, tokie būna tik pakankamai primityvūs neįkraunami elementai.
Taip, ličio metalo baterijos jau egzistuoja. Pavyzdžiui, tos mažos ir plokščios monetos formos baterijos, naudojamos laikrodžiuose ir medicininiuose prietaisuose, įprastai yra ličio, o ne ličio jonų. Jose litis naudojamas kaip anodas, mangano dioksidas kaip katodas, o tarp jų - organinis druskos ir ličio tirpalas. Tačiau įkraunamų ličio metalo baterijų nėra.
Saugumo problemas kelia ne tik pats litis, kuris yra pasiruošęs bet kuriuo metu užsidegti neužgesinama liepsna, bet ir degus skystis tokiose baterijose. Tokiose baterijose susiformuoja vadinamieji dendritai - mikroskopines adatas primenančios struktūros. Jos gali sukelti trumpąjį jungimą, kuris gali baigtis degaus skysčio ir ličio gaisru. Stanfordo universiteto mokslininkai sugalvojo kaip šių dendritų išvengti - anodą, prie kurio šios adatos ir formuojasi, jie padengė specialia danga. Ji ne tik užkerta kelią sprogimams ir gaisrams, bet ir pailgina ličio metalo baterijų gyvenimą.
Mokslininkai laboratorijoje savo bateriją išbandė 160 ciklų. Po jų ji vis dar turėjo 85 % savo originalios talpos. Atrodytų, nedaug, tačiau tai nėra komercinė baterija, o tik laboratorinis prototipas. Įprastos ličio metalo baterijos be tos anodo dangos išlaikė tik 30 % savo pajėgumų po tiek pat ciklų.
Ličio metalo baterijos būtų ženkliai geresnės už ličio jonų elementus. Mokslininkai skaičiuoja, kad jos galėtų saugoti trečdaliu daugiau energijos nei tiek pat sveriančios ličio jonų baterijos. Jas būtų galima pritaikyti tose pačiose vietose - telefonuose, žibintuvėliuose, kompiuteriuose ir, galbūt, automobiliuose.
Tai nėra vienintelė idėja kaip pakeisti ličio jonų baterijas. Mokslininkai Indijoje nori atsisakyti ličio apskritai, nes jis yra brangus, nesaugus ir nešvarus gavybos prasme. Jie svajoja ličio jonus pakeisti geležies jonais - tokios baterijos būtų saugesnės ir pigesnės.