Et nyt materiale til fremtidens batteri
UCLouvains forskere opdagede et nyt højtydende og sikkert batterimateriale (LTPS), der kan fremskynde opladning og afladning til et niveau, der aldrig er observeret hidtil. Kredit:University of Louvain (UCLouvain)
Vedvarende energikilder som vind eller solceller er intermitterende; produktionstoppene følger ikke nødvendigvis efterspørgselstoppene. Lagring af grøn energi er derfor afgørende for at bevæge sig væk fra fossile brændstoffer. Energien produceret af solceller og vindkraft lagres til senere brug, når det er nødvendigt.
Li-ion-teknologi er i øjeblikket den bedst effektive teknologi til energilagring baseret på batterier. Li-ion batterier bruges i lille elektronik (smartphones, bærbare computere) og er de bedste muligheder for elbiler. Deres ulempe? Li-ion batterier kan tage ild, for eksempel, på grund af produktionsproblemer. Dette skyldes blandt andet brugen af flydende organiske elektrolytter i nuværende batterier. Disse organiske elektrolytter er nødvendige for batteriet, men meget brandfarligt.
Løsningen? Skift fra en flydende brandfarlig elektrolyt til et fast stof (dvs. flytter til hel-solid-state batterier). Dette er et meget vanskeligt trin, da litiumioner i faste stoffer er mindre mobile end i væsker. Denne lavere mobilitet begrænser batteriets ydeevne med hensyn til opladning og afladningshastighed.
Forskere har ledt efter materialer, der kan muliggøre hel-solid-state batterier. Forskere fra UCLouvain har nu opdaget et sådant materiale, LiTi 2 (PS 4 ) 3 , eller LTPS. LTPS har den højeste litiumdiffusionskoefficient (et direkte mål for lithiummobilitet) nogensinde målt i et fast stof. LTPS viser en diffusionskoefficient meget højere end noget kendt materiale. Resultaterne offentliggøres i Chem .
Denne litiummobilitet kommer direkte fra den unikke krystalstruktur (dvs. arrangementet af atomer) af LTPS. Denne mekanisme åbner nye perspektiver inden for litiumionledere, og ud over LTPS, åbner en vej mod søgningen efter nye materialer med lignende diffusionsmekanismer. Yderligere undersøgelser og forbedringer af materialet er påkrævet for at muliggøre dets fremtidige kommercialisering. Denne opdagelse er ikke desto mindre et vigtigt skridt i forståelsen af materialer med ekstremt høj lithiumionmobilitet, som i sidste ende er nødvendige for fremtidens alle-solid-state batterier. Disse materialer, herunder LTPS, kunne bruges i mange teknologier, fra biler til smartphones.
Varme artikler
-
Video:Heltinder i det periodiske systemKredit:The American Chemical Society I 1871, Dimitri Mendeleev præsenterede sit periodiske system for verden. Mange af de nuværende 118 elementer manglede, og han efterlod pladsholdere til dem, de -
Historiske film forfalder muligvis meget hurtigere, end vi troede, takket være eddikesyndromCellulose triacetat 16 mm film med alvorligt eddikesyndrom, dateret 1968. Kredit:Ida Ahmad, Forfatter angivet En betydelig del af verdens historie står over for en eksistentiel trussel. amerikansk -
Forskere udvikler en modulær metal-organisk ramme med højeste elektronladningsmobiliteter nogensin…Til venstre, et scanning elektronmikroskopi (SEM) billede af en jern BDP MOF krystal; til højre, en jern BDP MOF enkeltkrystal enhed bundet til en platin mikroelektrode array. Kredit:Berkeley Lab -
Forskere rapporterer de første proteinhydrogeler nogensinde lavet i levende cellerHydrogeler inde i en celle. Kredit:Takanari Inoue, Ph.D., og Hideki Nakamura, Ph.D Johns Hopkins cellebiologer rapporterer, hvad de mener er den første nogensinde skabelse af bittesmå proteinbaser