Cili është problemi me bateritë e së ardhmes?!

Bateritë metalike të litiumit me elektrolite të ngurta janë, për shumë vëzhgues, e ardhmja për automjetet elektrike: të lehta, të papërshkueshme nga zjarri, të afta për të kursyer shumë energji dhe për t’u rimbushur shpejt, megjithatë zhvillimi i tyre po ecën ngadalë për shkak të një problemi të rëndësishëm – ato shpesh pësojnë qark të shkurtër. . Pse? Një grup studiuesish u pyetën dhe kryen mbi 60 eksperimente për ta zbuluar. Rezultatet u publikuan në Nature Energy.

Shumë nga elektrolitët e ngurtë (të cilët lejojnë kalimin e energjisë elektrike midis katodës dhe anodës) të përdorura në këto bateri janë prej qeramike, një material i cili ka avantazhin e madh të të qenit i papërshkueshëm nga zjarri, por edhe disavantazhin e madh të plasaritjes lehtësisht. Dhe kjo është pikërisht ajo që ndodh: gjatë rikarikimit, formohen çarje vetëm 20 nanometra (një fije floku është 80,000 nanometra e trashë, për ta kuptuar) të cilat lejojnë litiumin të zvarritet në elektrolitin e ngurtë dhe të shkaktojë qarkun e shkurtër të baterisë, duke formuar një ” urë” midis poleve negative (anodë) dhe pozitive (katodike).

Për të kuptuar pse krijohen këto çarje, studiuesit kryen më shumë se 60 eksperimente: në secilën prej tyre vendosën një sondë elektrike në një elektrolit të ngurtë, duke krijuar një mini-bateri dhe përdorën një mikroskop elektronik për të vëzhguar ndryshimet në kohë reale. Vëzhgimi bëri të mundur zbulimin se çarjet janë formuar për shkak të presionit (minimal) të ushtruar mbi elektrolitin: kur sonda mezi preku sipërfaqen e elektrolitit, nuk kishte probleme. Sidoqoftë, kur sonda shtypi elektrolitin qeramik, bateria u shkurtua. “Edhe pluhuri ose papastërtitë e tjera që zvarriten gjatë prodhimit mund të krijojnë presion të mjaftueshëm për të formuar çarje,” shpjegon William Chueh, një nga autorët.

Roli i elektrolitit është të ndajë fizikisht katodën nga anoda, duke lejuar që jonet e litiumit të lëvizin lirshëm midis të dyjave: nëse katoda ose anoda prekin ose lidhen elektrikisht në ndonjë mënyrë, një tunel metalik litiumi që shkakton shkurtimin. qarku. Tani që kemi hyrë në rrënjën e problemit, ne vetëm duhet të gjejmë zgjidhjen: hapi tjetër për studiuesit është të kuptojnë se si të përdorin të njëjtat forca mekanike, të cilat shkaktojnë çarje, për të përforcuar materialin gjatë prodhimit, ose përpiquni të lyeni sipërfaqen e elektrolitit për të parandaluar formimin e çarjeve ose për t’i riparuar ato nëse janë tashmë të pranishme.

Edel Strazimiri / SCAN

Material i përgatitur nga portali SCAN TV.
Ripublikimi mund të bëhet vetëm kundrejt citimit të autorësisë dhe burimit origjinal.