Fremskridt i udviklingen af ​​genopladelige batterier gennem nanoteknologi

Forskere tester forskellige måder at forbedre genopladelige batterier til elektriske køretøjer på, og nanoteknologi spiller en vigtig rolle i udviklingen. Målet er at tilbyde batterier, der har hurtige opladnings- og afladningshastigheder samt høj lagret energi pr. masse. Dette kan gøre elbiler til et konkurrencedygtigt alternativ til benzindrevne køretøjer.

En væsentlig udfordring for forskere inden for genopladelige batterier er at konstruere batterier, som kan oplades og aflades hurtigt med kun minimalt energikapacitetstab. I Nature Nanotechnology, forskere ved University of Illinois i Urbana-Champaign i USA har for nylig offentliggjort en tilgang, der væsentligt reducerer energikapacitetstabet, når der tilbydes meget hurtige opladnings- og afladningshastigheder. Der skal kun to minutter til for at oplade et lithium-ion-batteri til 90 procent. Denne tilgang involverer katoder skabt ud fra en 3-D nanostruktur.

En anden kandidat til at revolutionere området for genopladelige batterier i fremtiden er lithium-luftbatteriet, med en katode lavet af et materiale, der kan gøre brug af den omgivende lufts ilt og en lithiumanode. Lithiumoxid eller lithiumperoxid dannes og energi frigives, når oxygen kombineres med lithium. Batteriet har en høj energitæthed, der kan sammenlignes med benzin. Dette kan væsentligt forbedre afstanden, som elbiler kan rejse, før genopladning er nødvendig, men sammenlignet med et lithium-ion batteri, dette batteri kan kun genoplades en brøkdel af gangene.

Forskere med tilknytning til det EU-kommissionsfinansierede projekt ALISTORE bruger nanopartikler, som forbedrer den elektriske ledningsevne, til udvikling af meget kraftige batterier egnet til elbiler. Hastigheden af ​​ionerne, der bevæger sig fra den ene elektrode til den anden, vil stige. Gennem denne tilgang baseret på nanomaterialer er det muligt at bruge energien hurtigere.

Imidlertid, det vil tage år, før denne innovation bliver brugt i elektriske køretøjer. Forskerne skal sikre sig, at køretøjerne kan køre med samme hastighed som køretøjer, der bruger benzin, og at batterierne ikke skal genoplades for ofte. Det vil kun tage et par minutter at oplade disse batterier helt, hvilket er vigtigt for at være konkurrencedygtig, og de kan holde 160 km i Renaults Zero Emission konceptbil.

Forskerne tilbyder langt fra batterier, der kan holde lige så lange køreture som benzin. Imidlertid, de opnåede fremskridt er et vigtigt skridt i retning af at reducere køretøjernes miljøpåvirkning.