Forskere skitserer den nuværende tilstand af kalium-ion-batteriteknologi

En trio af forskere ved University of Wollongong, i Australien, har offentliggjort en oversigt over den aktuelle tilstand af kalium-ion batteriteknologi. I deres anmeldelse udgivet i tidsskriftet Videnskabens fremskridt , Wenchao Zhang, Yajie Liu, og Zaiping Guo fremhæver de nuværende vejspærringer, der forhindrer udbredt brug af batteriteknologien og mulige løsninger for dem.

Lithium-ion-batterier har vist sig at være meget nyttige, især i nyere tid, da de bruges til at drive en lang række enheder – fra smartphones til elbiler. Men lithium er ret sjældent, hvilket betyder, at omkostninger til det vil stige, når forsyningerne strammes. Af den grund, forskere har ledt efter et alternativ. Et alternativ, der har fået meget opmærksomhed på det seneste, er kalium-ion - det er rigeligt og billigt. Men den har også fem hovedspærringer, konstaterer forskerne.

Den første vejspærring er lav diffusion, hvilket betyder, at kaliumionerne bevæger sig langsomt gennem en fast elektrode. Forskerne foreslår, at fremskridt inden for nanomaterialer og nanostrukturer kan føre til måder at løse dette problem på.

Den anden vejspærring har at gøre med de ændringer i volumen, som kalium gennemgår, når det først accepterer en ladning og derefter når det frigiver den. Gentagne cyklusser fører til nedbrydning af materialet, hvilket resulterer i udviklingen af ​​døde områder og i sidste ende, batterifejl. Mulige løsninger omfatter brug af nanopartikelklynger.

Det tredje problem involverer de bivirkninger, der finder sted, som kan føre til nedbrydning. Forskerne forventer, at der snart vil blive fundet tilsætningsstoffer for at forhindre dem.

Det fjerde problem er væksten af ​​dendritter, der kan føre til kortslutninger. Igen, forskerne foreslår, at introduktionen af ​​de rigtige opløsningsmidler skal kunne forhindre dem i at opstå.

Og endelig, det femte problem er dårlig varmeafledning, hvilket kan resultere i meget varme batterier eller endda termisk løbende. Forskerne foreslår, at undersøgelse af elektrodematerialer, cellekonfiguration og elektrolytter skulle på et tidspunkt føre til en måde at løse problemet på.

Forskerne slutter med at foreslå, at de problemer, der er forbundet med at bruge kalium i batterier, ikke ser ud til at være uoverstigelige, men anerkend, at det kan tage så lang tid som 20 år at finde ud af dem alle.

© 2019 Science X Network