Odhalili tajomstvo dlhovekosti batérií. Kľúčová látka pre život im zvýši životnosť o 20 %
Lítium-iónové batérie poháňajú naše smartfóny, tablety, notebooky a stále viac aj elektrické vozidlá, ktoré hrajú kľúčovú úlohu v prechode na ekologickejšiu budúcnosť. Napriek ich všestrannému využitiu čelí táto technológia zásadnému obmedzeniu. A to konkrétne relatívne krátkej životnosti. Priemerná lítium-iónová batéria vydrží približne 5 až 10 rokov alebo 500 až 1 500 nabíjacích cyklov. O téme informoval portál Interestig Engineering.
Pre mnohých používateľov, najmä tých, ktorí vlastnia elektromobily, je to významný problém, ktorý môže znamenať drahú výmenu batérie v priebehu niekoľkých rokov. Okrem finančného aspektu so sebou tento problém prináša aj environmentálne dôsledky. Výroba a likvidácia batérií zaťažujú životné prostredie, najmä kvôli ťažbe surovín, akými sú lítium a kobalt.
Predĺženie životnosti batérií by preto znamenalo nielen nižšie náklady pre používateľov, ale aj menší ekologický dopad. Vedci z Pohang University of Science and Technology (POSTECH) v Južnej Kórei nedávno dosiahli významný pokrok v tejto oblasti, keď objavili spôsob, ako výrazne zvýšiť výkonnosť a životnosť lítium-iónových batérií.
LLO ako nádej na lepšie batérie
Kľúčovou súčasťou lítium-iónových batérií je katóda, ktorá rozhoduje o kapacite batérie a jej energetickej hustote. Súčasné katódové materiály, ako sú oxid kobaltnatý lítia (LiCoO₂) a oxid niklu, mangánu a kobaltu (NMC), prinášajú spoľahlivý výkon.
Avšak, ani ony nie sú bezchybnými riešeniami. V posledných rokoch získava pozornosť inovatívny materiál nazývaný lítium-bohatý vrstvovitý oxid (LLO), ktorý ponúka o 20 % vyššiu energetickú hustotu a kapacitu než tradičné materiály.
Hoci LLO vyzeral na papieri ako ideálne riešenie, jeho využitie bolo obmedzené problémami so stabilitou. Pri nabíjaní a vybíjaní batérie dochádza k degradácii štruktúry materiálu, čo vedie k poklesu kapacity a skráteniu životnosti batérie. Hlavným dôvodom tejto degradácie je uvoľňovanie kyslíka z mriežkovej štruktúry LLO počas cyklického nabíjania.
Minimalizácia úniku kyslíka
Vedci z POSTECH-u objavili, že interakcie medzi LLO katódou a elektrolytom sú zodpovedné za nežiadané uvoľňovanie kyslíka. Aby tento problém vyriešili, rozhodli sa zamerať na zloženie elektrolytu. Elektrolyt, ktorý uľahčuje pohyb lítiových iónov medzi katódou a anódou, často obsahuje látku nazývanú polarizovaný etylénkarbonát.
POSTECH tím navrhol odstránenie tejto zložky a vytvorenie vylepšeného elektrolytu, ktorý výrazne znižuje interakcie na rozhraní katódy a elektrolytu. Táto úprava elektrolytu priniesla pôsobivé výsledky. Po aplikovaní nového elektrolytu batérie s LLO katódou vykazovali mimoriadnu stabilitu.
Po 700 nabíjacích cykloch si dokázali udržať 84,3 % svojej pôvodnej kapacity, čo je výrazný posun v porovnaní so štandardnými batériami, ktoré po 300 cykloch dosahujú len približne 37 %.
Výhody pre budúcnosť technológií
Predĺžená životnosť batérií by mohla transformovať mnohé odvetvia. V segmente elektrických vozidiel by to mohlo zmierniť obavy zákazníkov z vysokých nákladov na výmenu batérií a urýchliť prechod na elektromobily. Okrem toho by tieto odolné batérie mohli nájsť využitie vo vesmírnom priemysle, kde je kritická spoľahlivosť a dlhá životnosť.
POSTECH vedci plánujú pokračovať vo výskume a zamerať sa na ďalšiu optimalizáciu LLO katódových materiálov. Tieto pokroky by mohli priniesť prelom v celkovom výkone batérií, ich udržateľnosti a ekologickom dopade.
Objav kórejských vedcov predstavuje zásadný posun vo vývoji lítium-iónových batérií. Ich práca ukazuje, že s inovatívnym prístupom je možné prekonať doterajšie limity katódových materiálov a posunúť hranice technológií. Ak sa ich výsledky prenesú do masovej výroby, môžeme očakávať batérie s dlhšou životnosťou, lepším výkonom a nižším environmentálnym dopadom.
Čítajte viac z kategórie: Elektromobilita
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Rusi nasadia u spojenca desivú hypersonickú zbraň. Do Bruselu doletí za 17 minút a Západ ostal zhrozený
Tesla prehrala súd storočia. Kvôli fatálnej nehode musí zaplatiť astronomickú pokutu
Slováci jedia mikroplasty, ani o tom nevedia. Vedci odhalili prekvapivú potravinu, v ktorej ich je extrémne veľa
Zlepšujú výkon, produktivitu aj zvuk. Toto je TOP 8 nástrojov na PC, ktoré by mal mať úplne každý
ZAUJÍMAVÉ KVÍZ: Zbožňuješ ikonickú sériu Need for Speed? Tieto otázky zvládne na 100 % len pravý fanúšik
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
„Týmito 3 spôsobmi si privodíš mŕtvicu,“ varuje odborník. Prekvapením je obľúbená pomôcka proti stresu
Teploty budú atakovať 50 °C: V obľúbenej letnej destinácii Slovákov bude v auguste extrémne horúco
Z chátrajúceho internátu je nové ministerské sídlo. Rekonštrukcia legendárnej budovy v Bratislave ide do finále
Populárny fenomén slovenských tínedžerov zvyšuje riziko rakoviny. Vedci varujú pred tichou závislosťou
Stačí jediná plechovka a riziko cukrovky stúpne o takmer 40 %. Týmto nápojom sa radšej vyhni (ŠTÚDIA)
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Vybabral s Rusmi a tí sa nestihli čudovať. Vojak unikol z obkľúčenia ako z vojenského sci-fi filmu
- Elektromobily budú o tisíce eur lacnejšie. Vďaka prelomovej technológii spečatia osud spaľovákov
- Žiadna pokuta, rovno ti zoberú vodičák. Tieto činnosti za volantom nikdy nerob (PREHĽAD)
- Elon Musk spravil v Európe radikálny krok. Tieto dva elektromobily si už nikdy nekúpiš
- Predáva sa už aj na Slovensku. Elektrická Kia najazdila 100 000 kilometrov, jej batéria si to ani nevšimla
-
- Vybabral s Rusmi a tí sa nestihli čudovať. Vojak unikol z obkľúčenia ako z vojenského sci-fi filmu
- Elektromobily budú o tisíce eur lacnejšie. Vďaka prelomovej technológii spečatia osud spaľovákov
- Elon Musk spravil v Európe radikálny krok. Tieto dva elektromobily si už nikdy nekúpiš
- Žiadna pokuta, rovno ti zoberú vodičák. Tieto činnosti za volantom nikdy nerob (PREHĽAD)
- Predáva sa už aj na Slovensku. Elektrická Kia najazdila 100 000 kilometrov, jej batéria si to ani nevšimla
-
- Žiadna pokuta, rovno ti zoberú vodičák. Tieto činnosti za volantom nikdy nerob (PREHĽAD)
- Vybabral s Rusmi a tí sa nestihli čudovať. Vojak unikol z obkľúčenia ako z vojenského sci-fi filmu
- Státisícové Ferrari nemalo šancu. Nová Kia za „drobné“ ho v pretekoch rozdrvila (VIDEO)
- Ľudstvo nemá kam ukladať energiu. Zachráni nás „zabudnutý” typ batérie, ktorú už 146 rokov nevyužívame
- Nemci môžu spasiť Európu. Prišli na geniálny spôsob, ako „vyťažiť“ nedostatkovú surovinu budúcnosti
EÚ zaskočila svet. Nečakaná krajina môže cez Rusko vyvážať uhlie napriek sankciám
Taraba ohlásil energetickú megainvestíciu. Slovenské mestá získajú milióny eur
Slováci kupujú jazdené autá, ako nikdy predtým. Priemerný vek a nájazd prudko rastie, dominuje jedna značka
Zubár odhalil šokujúce riziká populárneho spánkového triku. Riskuješ veľké nepríjemnosti
Slováci si neuvedomujú, že to môže vybuchnúť. Odborník varuje pred „elektronickým“ zlozvykom domácností
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP