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.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneČítajte 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

Kým ostatní od toho cúvajú, Porsche ide opačne. Do áut vráti vodičmi milovanú vec

Číňania predviedli tempo, ktorému sa ťažko verí. Elektromobily už nebudú mať slabiny

Cenový zlom juhokórejskej automobilky. Nový elektromobil stojí rovnako ako hybrid

Odmieta zomrieť a trhá rekordy. USA stvorili prelomovú batériu, v testoch zvládla 9 315 cyklov

Automobilový sen sa rozpadol. Výrobca vysávačov ruší 1 876-koňové hyperauto, nevydržal ani rok
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

V prešovskej nemocnici sa mal prepadnúť strop. Demokrati hovoria o vážnom zlyhaní Kaliňáka

Zelenskyj predstavil plán na koniec vojny. Putinovi ponúka výrazné ústupky

Pokuta 1 300 € a strata vodičáku: Slovákov o pár dní čakajú nové tresty, rátajú sa aj kolobežky

Nenápadnej firme z Grösslingovej vystrelili tržby na 88 miliónov eur. Patrí 23-ročnému Bulharovi

Koniec jednej éry: Zomrel najstarší európsky panovník, kráľ Harald V.
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Číňania odpálili cenovú bombu. Nové elektrické SUV stojí len 13 200 € s dojazdom 600 km
- Číňania ukázali elektromobil, aký Európa zatiaľ nemá. Dá cez 1 000 km a stojí okolo 32-tisíc eur
- Automobilový sen sa rozpadol. Výrobca vysávačov ruší 1 876-koňové hyperauto, nevydržal ani rok
- Cenový zlom juhokórejskej automobilky. Nový elektromobil stojí rovnako ako hybrid
- Predali už milión hybridov a Toyote dýchajú na krk. Juhokórejská automobilka chce ovládnuť trh
-
- Číňania odpálili cenovú bombu. Nové elektrické SUV stojí len 13 200 € s dojazdom 600 km
- Číňania ukázali elektromobil, aký Európa zatiaľ nemá. Dá cez 1 000 km a stojí okolo 32-tisíc eur
- Predali už milión hybridov a Toyote dýchajú na krk. Juhokórejská automobilka chce ovládnuť trh
- Hyundai spojil výhody elektromobilu a benzínu. Výsledkom je SUV s dojazdom takmer 1000 km
- Vodiči ho právom milovali. Japonská automobilka musí pochovať legendárny motor
-
- Číňania ukázali elektromobil, aký Európa zatiaľ nemá. Dá cez 1 000 km a stojí okolo 32-tisíc eur
- Číňania odpálili cenovú bombu. Nové elektrické SUV stojí len 13 200 € s dojazdom 600 km
- Majitelia elektromobilov dostali nový spôsob, ako na aute zarábať. Stačí urobiť jednoduchú vec
- Jedna chyba za volantom ťa môže stáť viac než dom. Na Slovensku sa problém týka 325 000 vozidiel
- Volkswagen prekvapil cenou. Nový hybrid prejde 160 km na elektrinu a stojí 11 500 €
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
Ojazdené autá na Slovensku citeľne zdraželi. Priemerná cena stúpla, mení sa aj ponuka
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

V prešovskej nemocnici sa mal prepadnúť strop. Demokrati hovoria o vážnom zlyhaní Kaliňáka

Zelenskyj predstavil plán na koniec vojny. Putinovi ponúka výrazné ústupky

Pokuta 1 300 € a strata vodičáku: Slovákov o pár dní čakajú nové tresty, rátajú sa aj kolobežky

Nenápadnej firme z Grösslingovej vystrelili tržby na 88 miliónov eur. Patrí 23-ročnému Bulharovi

