Køreplanen skitserer forhindringer i næste generations katodeudvikling til at drive elektriske køretøjer

Overgangen til elektriske køretøjer kræver en lang række forbedringer i energi- og effekttæthed, samt mere pålidelige og omkostningseffektive lithium-batterier. Næste generation af katoder ser ud til at give sådanne fremskridt snart. At realisere disse nye forbindelser, imidlertid, vil kræve omfattende koordinering på tværs af flere videnskabelige discipliner.

Forskere leverede en køreplan for feltet for at forbedre teknologi og teknikker rettet mod at identificere nye katoder til elektriske køretøjer. I APL materialer , forskere fra Storbritannien præsenterer feltets vedvarende grundlæggende udfordringer.

"Dette kørekort angiver ikke kun retningen for forskning i katodematerialer, men det definerer benchmarks for forskellige katodekemier, hver med sin unikke markedsværdi, " sagde forfatter Alisyn Nedoma. "De state-of-the-art syntetiske metoder, som vi beskriver, former den nye britiske industri til katodefremstilling."

Køreplanen skitserer de seneste års fremskridt, inklusive beskyttende belægninger og additiver, der forlænger batteriets levetid og forbedrer iontransport, tilgange til at bygge katoder optimeret til højdensitetslagring, og levering af elektrodekonstruktioner, der er modstandsdygtige over for brud.

De positive økonomiske konsekvenser, sagde Nedoma, er allerede ved at blive tydelige.

"Britiske videnskabsmænd ræser om at transformere bilsektoren fra fossilbrændstofdrevne køretøjer til bæredygtigt drevne køretøjer inden 2030, i overensstemmelse med den britiske regerings netto-nul mål, " sagde Nedoma. "Skiftet til batteriproduktion til elbiler vil spare omkring 90, 000 jobs inden for bilproduktion alene i U.K.."

FutureCat-projektet, designet til at opdage, udvikle, og implementere den næste generation af katodematerialer, er rettet mod at forske i eksisterende og nye katodekemier. Til dato, Faraday Institution har investeret 330 millioner pund i forskning på tværs af batterisfæren.

Vækst, imidlertid, stiller sine egne udfordringer.

"Med stigningen i batterioptagelsen, de materialer, der anvendes i katoder, skal overvejes mere retfærdigt, " sagde forfatter Sam Booth. "For eksempel, den lave overflod af kobolt globalt, sammen med øget efterspørgsel, lægger pres på naturressourcer."

Høj-nikkel katoder, der nu er under udvikling, er en mulighed for at overvinde dette forsyningsproblem, ligesom katoder baseret på mangan og jern.

"Vores teknoøkonomiske evaluering af katodelandskabet vil informere regeringens strategier for investering i forsyningskæder, infrastruktur, og fortsat batteriforskning, " sagde Nedoma. "Til den daglige forbruger, dette kørekort angiver de forventninger, de kan have for deres levetid, strøm, og sikkerheden for den næste generation af elbiler."