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
Automobilová revolúcia v Rusku? Číňania pohltili trh, do roku 2030 má byť až tretina áut EV
KVÍZ: Dokážeš prežiť vo svete Votrelca? Otestuj sa v kvíze, ktorý zvládnu len praví fanúšikovia
Trvalo im to cez 100 rokov. Vedci konečne spočítali, čo sa s tebou stane, ak spadneš do čiernej diery
Na ČSFD má 81 %, aj tak ho zrušili. Jeden z najlepších seriálov roka nečakane končí
Rusov likviduje tajná zbraň z 2. svetovej vojny. Ukrajina našla spôsob, ako ju „oživiť“
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
K Zemi mieri záhadný objekt poháňaný jadrovým pohonom, tvrdí astronóm z Harvardu. Pripúšťa mimozemský pôvod
Fyzioterapeuti odporúčajú 7 cvikov, ktoré predpovedajú dlhovekosť. Posilňujú svaly a znižujú riziko osteoporózy
Meteorológovia v pohotovosti: Mohutný hurikán Erin mieri do Európy. Jeho silu pocítime aj na Slovensku
Antikoncepcia prepisuje „mapu mozgu“. Nová štúdia odhalila, že tabletky znižujú našu jedinečnosť
Populárna potravina z tvojej kuchyne zlepšuje kvalitu spánku a zdravie srdca: Stačí 1 kus denne
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Európske automobilky stoja pred kontroverzným krokom. Číňania prišli s taktikou, ktorá ich môže zničiť
- Už ich nič nezastaví. Automobiloví giganti spojili sily, nečakaná aliancia zmení elektromobily
- Automobilová revolúcia v Rusku? Číňania pohltili trh, do roku 2030 má byť až tretina áut EV
- Môžeš prísť o auto aj o vodičák na 2 roky. Polícia dostala prístroj, ktorým kontroluje Slovákov priamo na ceste
- Mnohí vodiči nemajú ani tušenie. Pre túto kurióznu dopravnú značku môžeš dostať pokutu až 135 €
-
- Už ich nič nezastaví. Automobiloví giganti spojili sily, nečakaná aliancia zmení elektromobily
- Európske automobilky stoja pred kontroverzným krokom. Číňania prišli s taktikou, ktorá ich môže zničiť
- Mnohí vodiči nemajú ani tušenie. Pre túto kurióznu dopravnú značku môžeš dostať pokutu až 135 €
- Benzín a nafta sú minulosťou. Čerpacia stanica prestala predávať fosílne palivá, nabiješ tu už len elektromobil
- Z Európy ich už nič nevyženie. Čínska automobilka prevzala moc nad známym nemeckým gigantom
-
- Vodič prekročil rýchlosť o 27 km/h a dostal pokutu 96 000 eur. Narazil na prísne pravidlo
- Má dojazd 2 245 km a neskutočnú spotrebu. Automobilka pôsobiaca aj na Slovensku predstavila zázračný hybrid
- Spaľováky pošle do hrobu. Škoda urobí z milovaného auta Slovákov elektromobil, takto bude vyzerať
- Už ich nič nezastaví. Automobiloví giganti spojili sily, nečakaná aliancia zmení elektromobily
- Môžeš prísť o auto aj o vodičák na 2 roky. Polícia dostala prístroj, ktorým kontroluje Slovákov priamo na ceste
Nemalá strata: Ukrajinské vojenské letectvo prišlo o ďalší z cenných lietajúcich strojov
Európska mocnosť sa obáva AI. Tretina verí, že im zoberie prácu v blízkej budúcnosti
Maličký ostrovný štát má problém, ktorý sa nedá zastaviť. Sopku zachvátili 30-metrové gejzíry lávy
Japonci prišli s prelomovým objavom: Budúcnosť ľudí s Downovým syndrómom sa dá zvrátiť
Ministerstvo investícií spúšťa novú výzvu pre digitalizáciu. Uchádzači si môžu siahnuť až na 2,2 milióna eur
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP