Budúcnosť je elektrická: Nový vynález dramaticky predĺži dojazd elektromobilov aj životnosť ich batérií
Výskumníci z juhokórejského Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) predstavili nový typ gélového elektrolytu, ktorý by mohol dramaticky predĺžiť dojazd elektromobilov aj životnosť ich batérií. Podľa publikovaných výsledkov dokáže tento materiál zvýšiť energetickú kapacitu článkov až 2,8-násobne a zároveň obmedziť degradáciu tak výrazne, že životnosť batérie môžu predĺžiť takmer trojnásobne.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneIde o prístup, ktorý by mohol zmeniť smer vývoja vysokoenergetických batérií pre elektromobilitu. Na tému upozornil Interesting Engineering.
Rieši najväčší problém vysokonapäťových batérií
Výrobcovia elektromobilov sa dnes snažia z batérií vyžmýkať čo najviac energie zvyšovaním pracovného napätia nad hranicu približne 4,4 V. Teoreticky platí, že čím vyššie napätie, tým viac energie článok uloží. Lenže vysokonapäťová chémia má svoju daň, najmä ak ide o katódy bohaté na nikel. Pri zvýšenom napätí sa povrch katódy stáva nestabilným a uvoľňuje kyslík, ktorý sa mení na vysoko reaktívne formy označované ako ROS (Reactive Oxygen Species). Tie vrátane singletového kyslíka (¹O₂) napádajú elektrolyt, narúšajú mriežku katódy a môžu spôsobiť tvorbu plynov, ktoré zvnútra nafukujú článok. Výsledkom sú bezpečnostné riziká aj rýchla kapacitná degradácia.
Tím UNIST preto vyvinul gélový polymerný elektrolyt An-PVA-CN, ktorý tento problém rieši priamo pri jeho zdroji. Ide o materiál založený na antracéne a polymérnych reťazcoch s nitrilovými skupinami, ktoré spolu vytvárajú mechanizmus dvojitej ochrany.
„Bodyguard kyslíka“ a ochranca niklu v jednom
Antracén v elektrolyte funguje ako ochranný štít na dvoch úrovniach. Primárne sa viaže na nestabilný povrchový kyslík na katóde, čím zabráni jeho úniku a premene na ROS. Zároveň dokáže zachytávať už vzniknuté reaktívne kyslíkové druhy a neutralizovať ich skôr, než poškodia elektrolyt. Tým sa eliminuje problém, ktorý vedci prirovnávajú k „korózii batérie na steroidoch“.
Nitrilové skupiny v polyméri sa zas viažu na nikel v katódach s vysokým obsahom Ni, čím bránia jeho rozpúšťaniu a štrukturálnemu kolapsu pri vysokom napätí. Výsledkom je menej praskania, pomalšie starnutie a nižší pokles kapacity.
Podľa údajov výskumného tímu si batéria s gélovým elektrolytom dokázala po 500 nabíjacích cykloch pri napätí 4,55 V udržať 81 % pôvodnej kapacity. Zároveň dramaticky kleslo množstvo generovaných plynov, napučanie článku dosiahlo len približne 13 µm v porovnaní s približne 85 µm pri bežných kvapalných elektrolytoch. To predstavuje takmer šesťnásobné zníženie tvorby plynov, čo je rozhodujúce pre bezpečnosť aj dlhodobú stabilitu.
Cesta k bezpečnejším a ľahším batériám pre EV aj lietadlá
Výsledky potvrdzujú, že cesta k spoľahlivým vysokoenergetickým batériám nemusí viesť iba cez zmeny katódových materiálov. Rovnako dôležité je navrhnúť elektrolyt tak, aby fungoval ako strážca kyslíkovej stability. Práve tento princíp by mohol otvoriť dvere k ľahším batériovým systémom pre letecký priemysel, dlhšie fungujúcim energetickým úložiskám a samozrejme aj k elektromobilom s výrazne vyšším dojazdom.
„Táto štúdia ukazuje, že reakcie kyslíka vo vysokonapäťových batériách možno kontrolovať už pri návrhu elektrolytu. Tento princíp by sa mohol uplatniť pri vývoji ľahkých lítiových batérií pre letectvo aj veľkokapacitné energetické systémy,“ vysvetlil profesor Hyun-Kon Song z UNIST.
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

Z 10 % sa na 97 % nabije za 9 minút: Nová čínska batéria ničí posledný argument odporcov

Má 4 400 koní a 7 MWh batériu: Tento elektrický obor nepotrebuje nabíjačku

Oceánsky obor dostal obrovskú batériu. Táto loď zosekala emisie na polovicu

Závod nemeckej značky u nás skončí po viac než 25 rokoch. Je jediný svojho druhu na svete

Šéf Hyundaiu varuje pred inváziou. Čínske značky valcujú ďalší veľký trh a tlačia Západ do kúta
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Pukač: Miestami mi stačí len balkón a káva, lebo oproti tomu ťažkému tréningu je potom bežný život strašne jednoduchý (TÝŽDENNÝ PREHĽAD)
PREMIUM84 miliónov pre neznámeho hokejistu: Je to viac, ako mal na začiatku Slafkovský. Bývalý reprezentant hovorí o veľkom riziku

Neurobiológ využíva 10 denných návykov pre lepšiu formu. Jeden z nich môže vylepšiť celý tvoj deň

Búrlivé víno u susedov: Premiér Magyar terčom incidentu

Zhrozený Pavel reaguje na Ficove slová o NATO: „Je to úplne závažné oznámenie.“
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Má 4 400 koní a 7 MWh batériu: Tento elektrický obor nepotrebuje nabíjačku
- Závod nemeckej značky u nás skončí po viac než 25 rokoch. Je jediný svojho druhu na svete
- BYD stlačilo cenu na minimum: Obľúbené SUV prešlo modernizáciou, štartuje na 10 000 €
- Oceánsky obor dostal obrovskú batériu. Táto loď zosekala emisie na polovicu
- Šéf Hyundaiu varuje pred inváziou. Čínske značky valcujú ďalší veľký trh a tlačia Západ do kúta
-
- Má 4 400 koní a 7 MWh batériu: Tento elektrický obor nepotrebuje nabíjačku
- Závod nemeckej značky u nás skončí po viac než 25 rokoch. Je jediný svojho druhu na svete
- BYD stlačilo cenu na minimum: Obľúbené SUV prešlo modernizáciou, štartuje na 10 000 €
- Oceánsky obor dostal obrovskú batériu. Táto loď zosekala emisie na polovicu
- Šéf Hyundaiu varuje pred inváziou. Čínske značky valcujú ďalší veľký trh a tlačia Západ do kúta
-
- Čínska cenová vojna si vyberá svoju daň. Chystá sa spojenie dvoch automobilových gigantov
- BYD stlačilo cenu na minimum: Obľúbené SUV prešlo modernizáciou, štartuje na 10 000 €
- Čínski experti urobili detailnú pitvu novej batérie BYD. Toto v nej vôbec nečakali
- Má 4 400 koní a 7 MWh batériu: Tento elektrický obor nepotrebuje nabíjačku
- 12 000 objednávok za 24 hodín: Nové čínske SUV láme rekordy, má skvelé parametre
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Pukač: Miestami mi stačí len balkón a káva, lebo oproti tomu ťažkému tréningu je potom bežný život strašne jednoduchý (TÝŽDENNÝ PREHĽAD)
PREMIUM84 miliónov pre neznámeho hokejistu: Je to viac, ako mal na začiatku Slafkovský. Bývalý reprezentant hovorí o veľkom riziku

Neurobiológ využíva 10 denných návykov pre lepšiu formu. Jeden z nich môže vylepšiť celý tvoj deň

Búrlivé víno u susedov: Premiér Magyar terčom incidentu

