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
Nikde na svete sa to ešte nestalo. Dáta z Nórska lámu všetky rekordy v elektromobilite
Toto už nie je len dron. Najväčšia zbrojovka sveta ukázala zbraň budúcnosti, ktorá zmení vojny
ZAUJÍMAVÉ KVÍZ: Bez chyby ich nedá skoro nikto. Ak si fanúšikom sci-fi, tieto otázky ťa dokonale preveria
GTA 6 má konkurenta. Nové video ukazuje prekvapenie budúceho roka
Stačili dve minúty a už sa mu smejú. Zaklínač na Netflixe dostal nový trailer, ľudia nevedia, čo si myslieť
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
NASA objavila 7 000-kilometrovú anomáliu nad Atlantikom. V útrobách Zeme sa odohralo niečo, čo zaskočilo vedcov
43-ročný Marián Gáborík má majetok 90 miliónov eur. V Trenčíne vybudoval vlastné športové impérium
Zdechovský: Slovensko má za miliardu vyšetrovaných podvodov. Je to unikát v rámci EÚ
PRIESKUM: PS stúpa na historické maximum, Smer padá po konsolidačnom balíčku
Šéf SIS Pavol Gašpar čelí novým obvineniam: SaS tvrdí, že sa snažil ututlať svoju nehodu
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Vyriešili najväčší zlozvyk vodičov na diaľnici. Slovákom hrozí pokuta za činnosť, ktorú robia denne
- Dvere Cybertrucku sa neotvorili, študenti zomreli v plameňoch. Tesla čelí žalobe za stovky miliónov
- Obľúbená automobilka sa vysmiala trendom. Jej nový elektromobil je ultralacný a váži len 800 kg
- Američania dramaticky vylepšia dojazd elektromobilov. Vyvinuli inovatívnu technológiu
- Policajti to ignorujú a riziko narastá. Vodičov začalo za volantom ohrozovať niečo horšie ako mobily
-
- Vyriešili najväčší zlozvyk vodičov na diaľnici. Slovákom hrozí pokuta za činnosť, ktorú robia denne
- Policajti to ignorujú a riziko narastá. Vodičov začalo za volantom ohrozovať niečo horšie ako mobily
- Dvere Cybertrucku sa neotvorili, študenti zomreli v plameňoch. Tesla čelí žalobe za stovky miliónov
- Obľúbená automobilka sa vysmiala trendom. Jej nový elektromobil je ultralacný a váži len 800 kg
- Američania dramaticky vylepšia dojazd elektromobilov. Vyvinuli inovatívnu technológiu
-
- Policajti to ignorujú a riziko narastá. Vodičov začalo za volantom ohrozovať niečo horšie ako mobily
- Vyriešili najväčší zlozvyk vodičov na diaľnici. Slovákom hrozí pokuta za činnosť, ktorú robia denne
- Z Álp prichádza energetická revolúcia. Švajčiari spojili vodík, batérie a umelú inteligenciu
- Dvere Cybertrucku sa neotvorili, študenti zomreli v plameňoch. Tesla čelí žalobe za stovky miliónov
- Američania dramaticky vylepšia dojazd elektromobilov. Vyvinuli inovatívnu technológiu
Obľúbená čínska značka všetkých prekvapila. Otvorila obchod budúcnosti, aký si ešte nevidel
Rusko získava kľúčové západné technológie. Zelenskyj ich v zostrelených zbraniach napočítal 100-tisíc
Slovákov okrádajú o tisíce eur na podvodných portáloch. SACKA upozorňuje na dovolenkový zločin
Putin sa jej bojí ako čert kríža. Ak USA dodá Ukrajine túto zbraň, Rusi s Američanmi skončili
Nemecké automobilky sa rútia do hlbokej krízy. Dodávatelia tŕpnu, masívne prepúšťanie je na spadnutie
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP