נוצר אנודה שמזרז משמעותית את טעינת סוללות הליתיום-יון

למרות כל הניסיונות למצוא תחליף ראוי לסוללות ליתיום-יון, הם עדיין ממשיכים לשלטון עליון בשוק אחסון האנרגיה. לכן, מעבר לחיפוש אחר חלופות, מדענים עוסקים גם בשיפור הסוללה הקיימת.

אז צוות מחקר מהולנד הציע וכבר בדק עיצוב סוללות חדש שמבטיח מהירויות טעינה מהירות משמעותית. וכל זאת הודות לארכיטקטורה החדשה של האנודה העשויה מתחמוצת ניוביום-טונגסטן.

כיצד נוצרה האנודה החדשה

לאחר שבדקנו היטב את עקרון העברת הליתיום בין האלקטרודות (בסוללה), הקבוצה המדעית אוניברסיטת טוונטה הציעה עיצוב חדש של האנודה, בארכיטקטורה שיש מיוחדים ערוצי ננו. בזכותם זרימת יוני הליתיום עוברת הרבה יותר מהר ועם פחות עיכובים.

על מנת להשיג אנודה חדשה שכזו, הוחלט לנטוש את הגרפיט הקלאסי ולהחליפו בחומר מבטיח - תחמוצת ניוביום טונגסטן (NbWO).

חומר זה שימש לראשונה בסוללות בשנת 2018, כאשר מהנדסים באוניברסיטת קיימברידג ' הם גם חישבו ותכננו סוללה שהראתה תוצאות ראויות מאוד מבחינת מהירות טעינה / פריקה.

מהנדסי האוניברסיטה עברו מסלול מעט שונה, הם החליטו לבדוק את החומר כאשר החלקיקים שלו יופחתו לקנה מידה ננו.

לשם כך הוחלט להצית NbWO וכך להשיג ננו-חלקיקים בגודל שבין 10 ל -100 ננומטר.

אז המוזרות של המיקרו-חלקיקים הללו הייתה שכפי שהתברר, הם הצליחו להעביר יוני ליתיום בגבולותיהם כמעט ללא הפרעה.

בדיקות אנודה חדשות והיכן ניתן ליישם אותה

לאחר קבלת האנודה החדשה, הצוות החל בבדיקות אקטיביות של הסוללה החדשה. אז התברר שאם חלקיקי הננו באנודה אינם חורגים ממנה 100 ננומטר, אז קצב ההליכה של תחמוצת ניוביום טונגסטן עולה באופן משמעותי.

למרות מבחנים מעודדים כאלה, המהנדסים לא ממהרים להצהיר הצהרות רמות. והכל בגלל שלסוללה החדשה יש חסרון משמעותי: ממדיה גדולים בהרבה ממקבילי ליתיום-יון עם אנודת גרפיט.

מסיבה זו תחום היישום של סוללות חדשות אינו כה רחב. לדוגמא, ברכבים חשמליים לא ניתן להשתמש בסוללות כאלה. מכיוון שבמקרה זה הסוללה פשוט לא תתאים לרכב.

עם זאת, טעינה / פריקה מהירה של סוללות חדשות מאפשרות להשתמש בהם, למשל, במערכות הצטברות בייצור אנרגיה ירוקה כביכול (פאנלים סולאריים, מחוללי רוח ו וכו.). בנוסף, ניתן להשתמש בסוללות החדשות בתחנות כוח נייחות.

העבודה על המודרניזציה של הדגימות הקיימות נמשכת, ומדענים מקווים כי הם יצליחו לייעל את הפרמטרים של הסוללה החדשה. וכך להגדיל את האטרקטיביות שלה לשימוש מסחרי.

אם אהבתם את החומר, אנחנו אוהבים אותו, נרשמים ומשאירים תגובה. תודה על תשומת הלב!