Φόρτιση μπαταρίας από ώρες σε λεπτά!

Τι θα έλεγες να μπορείς να φορτίσεις πλήρως την μπαταρία του αυτοκινήτου μέσα σε 30 λεπτά; Πειραματικές έρευνες έδειξαν ότι μπαταρίες, που αποτελούνται από ηλεκτρόδια με δικτύωση νανοσωματιδίων μπορούν να οδηγήσουν σε πολύ γρήγορη φόρτιση μπαταριών.
Γρήγορη φόρτιση για μπαταρίες ιόντων - λιθίου

Έναν νέο σχέδιο έγινε γνωστό για την μείωση του χρόνου φόρτισης από ώρες σε λεπτά. Πρόκειται για ένα σχέδιο ηλεκτροδίων για μπαταρίες ιόντων-λιθίου. Συγκεκριμένα θα γίνει αντικατάσταση των συμβατικών ηλεκτρόδιων γραφίτη με ένα οξειδίου του κασσιτέρου σε πορώδες δικτύωμα νανοσωματιδίων.

Τα πειράματα δείχνουν φόρτιση σε 30 λεπτά

Οι μπαταρίες αποτελούνται από δύο ηλεκτρόδια, ένα ανόδου και ένα καθόδου. Οι περισσότερες μπαταρίες ιόντων - λιθίου διαθέτουν άνοδο, η οποία είναι κατασκευασμένη από γραφίτη. Από την άλλη οι ερευνητές πραγματοποίησαν πειράματα με άνοδο οξειδίου του κασσιτέρου που βασίζεται επάνω σε πορώδες δικτύωμα νανοσωματιδίων, η οποία έχει σχεδόν διπλάσια θεωρητική δυνατότητα φόρτισης του γραφίτη. Τα πειράματα αυτά έδειξαν ότι αυτή η μπαταρία μπορεί να φορτιστεί σε 30 λεπτά ενώ εξακολουθεί να έχει χωρητικότητα 430 mA • h / g, η οποία είναι μεγαλύτερη από τη θεωρητική μέγιστη χωρητικότητα του γραφίτη όταν φορτίζεται βραδέως επί 10 ώρες. Σύμφωνα άλλωστε με τον Vilas Pol, Αναπληρωτή Καθηγητή του Τμήματος Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Purdue του κέντρου Νανοτεχνολογίας στο Discovery Park, η θεωρητική μέγιστη αποθηκευτική ικανότητα του γραφίτη είναι πολύ περιορισμένη, σε 372 mA • h / g, εμποδίζοντας σημαντικές προόδους στην τεχνολογία μπαταριών.

Πως επιτυγχάνεται η άνοδος

Αναφορικά η άνοδος αποτελείται από ένα «πορώδες δικτύωμα» διασυνδεδεμένων νανοσωματιδίων οξειδίου του κασσιτέρου. Το υλικό αυτό θα ήταν πρακτικό για εμπορική παραγωγή, αφού συντίθενται με την προσθήκη προδρόμου αλκοξειδίου κασσιτέρου σε βραστό νερό έπειτα από θερμική επεξεργασία.
Σύμφωνα πάλι με τον Pol, δεν υπάρχει στη διαδικασία αυτή κάποια εξελιγμένη χημεία. Πρόκειται για ένα «μαγείρεμα» προδρόμου οργανικού μετάλλου σε βραστό νερό. Η πρόδρομη ένωση είναι ένα στερεό αλκοξείδιο του κασσίτερου δηλαδή ένα υλικό οικονομικά αποδοτικό και ευρέως διαθέσιμο ανάλογο με το αλκοξείδιο- τιτανίου. Σίγουρα η τεχνολογία αυτή θα καταστεί πλήρως προσιτή σε μία προοπτική εφαρμογών ευρείας κλίμακας.

Το υλικό αναπνέει στους 400°C Κελσίου

Όταν  θερμανθούν στους 400°C, τα νανοσωματίδια οξειδίου του κασσιτέρου θα αυτό-οργανωθούν σε ένα δίκτυο που περιέχει τους πόρους που διαστέλλονται και συστέλλονται και επιτρέπουν στο υλικό να αναπνέει κατά τη διάρκεια του κύκλου φόρτισης-εκφόρτισης της μπαταρίας.
Πολύ σημαντικά στην διαδικασία είναι τα διαστήματα. Συγκεκριμένα χωρίς την κατάλληλη διασύνδεση μεταξύ των επιμέρους νανοσωματίδιων οξειδίου του κασσιτέρου και το μέγεθος των πόρων, η μπαταρία θα αποτύχει.
Οι έρευνες ωστόσο δεν έχουν τελειώσει ακόμα και η επόμενη κίνηση θα περιλαμβάνει την δοκιμή λειτουργίας και αντοχής της μπαταρίας σε πολλούς κύκλους φόρτισης - εκφόρτισης σε πραγματικές συνθήκες κυκλοφορίας οχήματος.
Autotriti