Ny forskning viser, at stearinlys sod kan drive litiumbatterierne i elbiler

At brænde et lys kan være alt, hvad der kræves for at lave et billigt, men kraftfuldt elbilbatteri, ifølge ny forskning offentliggjort i Electrochimica Acta. Undersøgelsen afslører, at stearinlys sod kan bruges til at drive den slags lithium-ion-batteri, der bruges i plug-in hybrid-elbiler.

Forfatterne til undersøgelsen, fra Indian Institute of Technology i Hyderabad, Indien, sige, at deres opdagelse åbner mulighederne for at bruge kulstof i mere kraftfulde batterier, reducere omkostningerne ved bærbar strøm.

Lithium -ion -batterier driver mange enheder, fra smartphones og digitale kameraer helt op til biler og endda fly. Batterierne fungerer ved at have to elektrisk ladede materialer suspenderet i en væske for at producere en strøm. Kulstof bruges som et af disse materialer i mindre batterier, men for større, kraftigere batterier - som dem der bruges i elbiler - kulstof er ikke egnet på grund af dets struktur, som ikke kan producere den nødvendige strømtæthed.

I den nye undersøgelse, Dr. Chandra Sharma og Dr. Manohar Kakunuri fandt ud af, at på grund af formen og konfigurationen af ​​de små carbon nanopartikler, kul i stearin sod er velegnet til brug i større batterier. Hvad mere er, fordi soden hurtigt og let kunne produceres, det er en skalerbar tilgang til fremstilling af batterier.

"Hvis du sætter en vanddråbe på stearinlys sod, ruller det af - det er en observation, der er blevet gjort i de sidste par år. Materialet stearin sod er lavet af, kulstof, har også elektrisk potentiale. Så hvorfor ikke bruge det som en elektrode? "Spurgte Dr. Sharma, forfatter til undersøgelsen fra Indian Institute of Technology. "Vi undersøgte det og så, at det også viser nogle usædvanlige elektrokemiske egenskaber, så vi besluttede at teste det yderligere. "

Når et lys brænder, det afgiver skyer af sort sod lavet af kulstof. Forskerne kiggede på soden, der blev opsamlet fra spidsen af ​​en stearinlysflamme og fra midten af ​​flammen og sammenlignede størrelsen, form og struktur af kulstoffet. Resultaterne viste, at forbrændingsprocessen danner nanopartikler af kulstof, der er 30-40 nanometer på tværs og er forbundet sammen i et sammenkoblet netværk. De fandt også ud af, at soden kom sig fra spidsen af ​​en stearinlysflamme, der brænder ved 1400˚C, har færre urenheder som voks, får den til at fungere bedre som elektrisk leder.

Forskerne analyserede derefter sodens effektivitet som et ledende materiale til brug i et batteri. Effektiviteten af ​​batterier og materialer, der bruges i batterier, kan testes ved hjælp af en teknik kaldet cyklisk ladningsafladning (CCD). Opladnings-/afladningshastigheden afspejler, hvor kraftigt batteriet er; jo højere sats, jo kraftigere batteri; resultaterne viste, at stearin sodkulet fungerede bedst ved højere hastigheder.

Carbon nanopartiklernes form og størrelse, og den måde, de er forbundet på, betyder stearinlys sod er et egnet materiale til brug i elektriske bilbatterier. Ikke alene er teknologien effektiv og omkostningseffektiv, den er også skalerbar. Dr. Sharma vurderer, at en hybridbil ville have brug for ti kilo kul sod, som ville blive deponeret på cirka en time ved hjælp af stearinlys.

"Generelt overser vi de enklere ting; stearinlys er ikke nyt, men vi ser det først nu som en potentiel kulstofkilde, "sagde Dr. Sharma." Vi er meget begejstrede for resultaterne. Denne nye tilgang er meget let, og de involverede omkostninger er minimale - det ville gøre batteriproduktionen billigere. "

Forskerne planlægger nu at udvikle et lys sodbatteri for at teste teknologien yderligere. De planlægger også at teste hybridmaterialer, der indeholder stearinlys sod for at se, om de kan gøre det til et endnu bedre materiale til batterier.