kategorier: Utvalgte artikler » Interessante elektriske nyheter
Antall visninger: 29685
Kommentarer til artikkelen: 6
Aluminiumsbatterier
Nesten tretti år med å søke etter måter å forbedre aluminium-ion-batteriet nærmer seg slutten. Det første batteriet med en aluminiumsanode, som raskt kan lade, mens det er billig og holdbart, ble utviklet av forskere fra Stanford University.
Forskere oppgir med tillit at hjernen deres godt kan bli et trygt alternativ til litium-ion-batterier, brukt overalt i dag, samt alkaliske batterier, som er miljøskadelige.
Det vil ikke være overflødig å huske at litium-ion-batterier noen ganger tenner. Kjemiprofessor Hongji Dai er sikker på at det nye batteriet hans ikke vil lyse, selv om det blir boret gjennom. Professor Dags kolleger beskrev de nye batteriene som "ultraraske, oppladbare aluminium-ion-batterier".
På grunn av den lave kostnaden, brannsikkerheten og evnen til å skape betydelig elektrisk intensitet, har aluminium lenge tiltrukket seg forskernes oppmerksomhet. Imidlertid har mange år gått til å lage et kommersielt levedyktig aluminium-ion-batteri som kan produsere tilstrekkelig spenning selv etter mange ladeavladningssykluser.
Forskere måtte overvinne mange hindringer, inkludert: forfall av katodematerialet, lav celleutladningsspenning (ca. 0,55 volt), tap av kapasitet og utilstrekkelig livssyklus (mindre enn 100 sykluser), raskt strømtap (fra 26 til 85 prosent etter 100 sykluser).
Nå har forskere introdusert et aluminiumsbatteri med høy stabilitet, der de brukte en metallanode laget av aluminium sammenkoblet med en katode av tredimensjonalt grafittskum. Før dette ble mange forskjellige materialer for katoden prøvd, og avgjørelsen til fordel for grafitt ble funnet ved et uhell. Forskere fra Hongji Daya-gruppen har identifisert flere typer grafittmateriale som viser svært høy produktivitet.
I sine eksperimentelle prøver plasserte Stanford University-teamet en aluminiumsanode, en grafittkatode og en sikker flytende ionisk elektrolytt, hovedsakelig bestående av saltløsninger, i en fleksibel polymerpose.
Professor Dai og hans gruppe spilte inn en video, som viste at selv om du borer et skall, vil batteriene fortsatt fortsette å fungere en stund og vil ikke lyse opp.
En viktig fordel med de nye batteriene er deres ultra-raske lading. Vanligvis lithium-ion smarttelefonbatterier lades i løpet av timer, mens prototypen til den nye teknologien viser en enestående ladehastighet på opptil ett minutt.
Holdbarheten til de nye batteriene er spesielt slående. Batterilevetiden er mer enn 7500 ladesladingssykluser, og uten strømtap. Forfatterne rapporterer at dette er den første modellen av aluminium-ion-batterier, med ultrahurtig lading, og stabilitet i tusenvis av sykluser. Et typisk litium-ion-batteri tåler bare 1000 sykluser.
Et bemerkelsesverdig trekk ved aluminiumsbatteriet er fleksibiliteten. Batteriet kan bøyes, noe som indikerer potensialet for bruk i fleksible dingser. Blant annet er aluminium mye billigere enn litium.
Det virker lovende å bruke slike batterier til lagring av fornybar energi med tanke på å sikkerhetskopiere det for den påfølgende tilførselen av elektriske nettverk, siden et aluminiumsbatteri ifølge de siste forskerne kan lades titusenvis av ganger.
I motsetning til de massebrukne elementene AA og AAA med en spenning på 1,5 volt, genererer et aluminiumionbatteri en spenning på omtrent 2 volt. Dette er den høyeste indikatoren noen har oppnådd med aluminium, og i fremtiden vil denne indikatoren forbedres, sier utviklerne av nye batterier.
En energilagringstetthet på 40 W-hour per kilogram ble nådd, mens litiumionbatterier dette tallet når 206 watt per kilo. Imidlertid er forbedring av katodematerialet, professor Hongji Dai, sikker på, til slutt vil føre til både en økning i spenning og en økning i energilagringstettheten i aluminium-ion-teknologi-batterier. Uansett er det allerede oppnådd en rekke fordeler fremfor litium-ion-teknologi. Her lave kostnader, kombinert med sikkerhet, og høyhastighetslading, fleksibilitet og lang levetid.
Se også på elektrohomepro.com
: