»

So prihodnost strukturne baterije?

Slo-Tech - Glavna težava današnjih baterij je njihova teža, ki v električnih avtomobilih predstavlja zgolj nevšečnost, v letalih pa ključno omejitev, zakaj jih skorajda ni. Na njihovo težo pa bi gledali drugače, če bi poleg shranjevanja energije baterije opravljale še kakšno drugo funkcijo, denimo strukturo. Raziskovalci s švedske univerze Chalmers so pokazali, da bi to vsaj v teoriji šlo.

Strukturne baterije so dovolj trdne, da lahko opravljajo strukturno funkcij, torej nudijo oporo. To pomeni, da njihova teža ni več omejujoč dejavnik, saj nadomeščajo sicer pasivne elemente, ki jih avtomobil v vsakem primeru potrebuje. Tovrstne baterije raziskujejo tudi v Tesli, Volvu in drugih proizvajalcih avtomobilov.

Raziskovalna skupina s Chalmersa je izdelala delujoč prototip strukturnih baterij, ki uporabljajo anodo iz ogljikovih (karbonskih) vlaken in katodo iz aluminijeve folije, prevlečen z litij-železovim fosfatom. Debelina znaša 0,27 milimetra. Funkcija anode je trojna: skladišči litijeve ione,...

11 komentarjev

Nobelova nagrada za kemijo 2019

Slo-Tech - Letošnjo Nobelovo nagrado za kemijo bodo podelili za dosežke, ki so še posebej tesno povezani z računalništvo in preostalimi elektronskimi napravami, ki jih uporabljamo vsakdan. Ameriški fizik John Goodenough, britanski kemik Stanley Whittingham in japonski kemik Akira Jošino so se v zgodovini zapisali z razvojem litij-ionskih baterij, za kar bodo decembra prejeli tudi Nobelovo nagrado. Goodenough je s 97 leti tudi najstarejši prejemnik Nobelove nagrade doslej.

Litij-ionske baterije so danes tako samoumevne, da si pogosto sploh ne sprašujemo več o viru ali skladišču energije za prenosne naprave. To preprosto obstaja, tehnologija je robustna in zanesljiva, ves čas pa se zlagoma izboljšuje. Litij-ionske baterije so dosegle kapacitete in zanesljivost, da se uporabljajo tudi v električnih vozilih in celo v velikih skladiščih energije za stabilizacijo električnega omrežja.

Baterije so v osnovi preproste, v praksi pa izjemno zapletene, saj je njegova uporabnost odvisna od nešteto...

4 komentarji

Izumitelj litij-ionskih baterij izumil nove baterije

Slo-Tech - Tako dolgo že nismo pisali o novih baterijah, da je moral novo baterijo izumiti kar sam John Goodenough, ki je pred skoraj štiridesetimi leti izumil litij-ionsko baterijo v obliki, kot jo poznamo še danes. Z raziskovalci na University of Texas v Austinu je 94-letni raziskovalec sedaj razvil baterijo, ki jo sestavljajo same trdne spojine. Klasičen galvanski člen, ki ga predavajo v šolah, seveda sestavljajo raztopine, medtem ko imajo dandanes uporabljene baterije še vedno elektrolit, ki pa ni tako zelo tekoč. Nova vrsta baterij, ki jo je razvila Goodenoughova ekipa, je zaradi odsotnosti tekočih delov varnejša, bolj dolgoživa in omogoča hitrejše polnjenje. O odkritju pišejo v reviji Enegy & Environmental Science.

Če...

41 komentarjev

Baterije z zaviralci gorenja

Slo-Tech - Tudi če izvzamemo defektne Samsungove Galaxy Note7, smo videli že več primerov, ko so se litij-ionske baterije pregrele in vnele - tudi pri nas -, kar ima lahko tudi hude posledice. Zato so raziskovalci z Univerze Stanford razvili baterije, ki imajo vgrajen zaviralec gorenja, ki se ob pregretju avtomatično sprosti in pogasi ognjene zublje. O odkritju pišejo v Science Advances.

Glavni problem litij-ionskih baterij je njihova nestabilnost, saj odstopanje od normalnih obratovalnih pogojev sproži verižno reakcijo, ki še pospeši naraščanje temperature in tlaka v bateriji ter končno eksplozijo ali vsaj požar. Raziskovalci s Stanforda so zato razvili nov separator, kakor se imenuje...

7 komentarjev

Amazon kaznovan zaradi poizkusa prevoza baterij na potniških letalih

Slo-Tech - Da transport litij-ionskih baterij po zraku ni šala in da so pomisleki dostavnih služb, ki nočejo prevažati defektnih Galaxyjev Note 7, upravičeni, dokazuje sodba londonskega sodišča, po kateri bo moral Amazon plačati 65.000 funtov globe zaradi poizkusa prevoza litij-ionskih baterij in drugih nevarnih izdelkov na potniških letalih. Sodišče je kazen izreklo zaradi štirih kršitev predpisov o zračnem prevozu nevarnih snovi - dvakrat je šlo za litij-ionske baterije, dvakrat pa za vnetljive spreje - ki so se zgodile med novembrom 2013 in junijem 2015. Prepovedanih predmetov na letala niso dejansko...

14 komentarjev

Amnesty International in Afrewatch opozarjata, da so kobalt za naše telefone izkopali afriški otroci

Slo-Tech - Amnesty International in Afrewatch sta objavila 88-stransko poročilo, v katerem sta izpostavila problem nezakonitega izkoriščanja otrok v Afriki, ki delajo v rudnikih mineralov, ki so nujno potrebni za moderno elektroniko. Apple, Samsung, Sony in drugi veliki proizvajalci ne preverjajo, ali so kupljene surovine izkopali otroci in jih nekritično uporabljajo v svojih izdelkih. V poročilu so se osredotočili na izkopavanja kobalta v Demokratični republiki Kongo (DRK), od koder ga pride na trg več kot polovica. Poleg industrijskega izkopavanja kobalta pa približno petino izvoza iz DRK prihaja izpod rok delavcev in otrok, ki v južnem delu države s primitivnimi orodji v nevarnih razmerah pridobivajo kobalt.

Moderna elektronika se mogoče...

113 komentarjev

Samsung in MIT trdita, da sta odkrila večne baterije

Struktura superionskega prevodnika. Litijevi atomi so zeleni, žvepovi rumeni, PS4 vijolični in GeS4 modri.

Nature - Z baterijami je več problemov, kot bi si želeli, med katerimi so glavni padajoča kapaciteta s staranjem, draga in umazana izdelava ter izjemna reaktivnost nekaterih litijevih baterij. MIT in Samsung sta rešila vsaj prvi problem, trdijo. Baterije brez tekočega elektrolita bi lahko rešile prvi problem, so ugotovili, o čemer pišejo v Nature Materials.

Glavna odlika novih baterij je zanemarljivo staranje, saj naj bi brez opaznega znižanja kapacitete preživele več stotisoč ciklov praznjenja in polnjenja. Druga zelo pomembna odlika je odpornost na pregrevanje in mehansko delovanje; ker nove baterije nimajo tekočega organskega elektrolita, temveč trdnega, se jim to ne more zgoditi. Še vedno vsebujejo litij, le da ni ta v tej obliki ni vnetljiv.
...

43 komentarjev

Samsung razvil nov tip litij-ionskih baterij

Nature - Samsung je razvil nov tip litijevih baterij, ki omogočajo shraniti približno 80 odstotkov več energije v enako prostornino in podobno maso. O dosežku pišejo v znanstvenem članku v Nature, kar seveda pomeni, da gre za raziskovalen projekt v zelo zgodnji fazi, ki se bo mogoče zgodil čez nekaj časa, mogoče pa sploh ne v trenutni obliki.

Pri litij-ionskih baterijah med polnjenjem in praznjenjem z anode na katodo in nazaj potujejo litijevi ioni. Anoda je običajno iz grafita, v katerem so pri napolnjeni bateriji naloženi litijevi ioni, medtem ko je katoda iz kovinskega oksida. Samsungovi znanstveni so ugotovili, kako bi lahko namesto grafita v anodi uporabili silicij. To ni čisto nova ideja, a je bila doslej praktična izvedba skoraj nemogoča, saj ima silicij sitno lastnost, da se njegova prostornina med cikli polnjenja in praznjenja spreminja. To je...

55 komentarjev

Aluminijeve baterije so upogljive, ognjevarne, vzdržljive in - pretežke

Nature - Že nekaj časa nismo pisali o kakšnem preboju pri razvoju baterij, sedaj pa so raziskovalci z univerze Stanford in s Tajvana pokazali aluminijeve baterije, ki so povrhu še upogljive. Da ima odkritje potencial za resno uporabe, poleg ugledne matične ustanove raziskovalcev izkazuje tudi revija Nature, v kateri so objavili članek.

Medtem ko danes praktično brez izjeme uporabljamo litij-ionske baterije, ponuja aluminij kot elektrodni material nekatere prednosti. Litij je namreč za izdelavo elektrod neprimeren, zato se uporabljajo litij-ionske baterije, kjer litijeve ione vstavimo v porozen nosilec. Poleg tega litij obstoji v oksidacijskem stanju Li1+, tako da lahko pri elektrokemijski reakciji prenese le en elektron za vsak litijev ion. Aluminij lahko po drugi...

22 komentarjev

Baterije iz nanobaterij

Nature - Ameriški raziskovalci so odkrili, kako lahko izdelajo baterijo iz več nanobaterij, tako da ima končni skupek boljše lastnosti od trenutno dostopnih baterij, kar se staranja tiče.

Pri baterijah je eden izmed glavnih faktorjev površina elektrod, kjer potekajo reakcije. Nanostrukture so zelo uporabne, ker jih lahko zelo zmanjšamo, kar zaradi matematičnih razlogov pomeni, da imajo večjo površino na eno prostornine. Hkrati imajo visoka transportna števila za ione, kar poveča maksimalni nazivni tok baterije in zmanjša efekte staranja.

Baterije z nanostrukturami so že raziskovali, a so imele težave. V preteklosti so elektrodi vstavili v nanoporo iz aluminijevega oksida ter ju ločili z neprevodnim materialom. Ker je bil ta zelo tanek -...

30 komentarjev

Magnetna resonanca omogoča analizo baterij

Litijeva baterija

Nature - Običajno pišemo o novih odkritjih na področju baterij, ko raziskovalci odkrijejo nove načine, kako vsaj v teoriji v baterijo stisniti več energije, podaljšati njeno dolgoživost ali pospešiti polnjenje. To pot pa predstavljamo zanimiv dosežek newyorških in cambriških raziskovalcev, ki so se posvetili analizi baterij. Odkrili so namreč, kako pogledati v strukturo elektrod, ne da bi baterijo odprli, razstavili ali kako drugače trajno onesposobili.

To jim je uspelo z znano tehniko jedrske magnetne resonance (NMR), ki se v medicini uporablja za neinvazivno, neškodljivo in zelo natančno slikanje mehkih tkiv, v kemiji pa za določanje strukture (predvsem organskih) molekul. Tehnika izrablja...

5 komentarjev

Nova vrsta litij-ionskih baterij z Berkeleya

Slo-Tech - Raziskovalci na Berkeleyju so odkrili način za modifikacijo litij-ionskih baterij, s katero bi lahko do osemkrat povečali njihovo kapaciteto. Pri tem ne gre za radikalno spremembo v ustroju baterije, ampak zgolj spremembo anode; tako je novost združljiva z obstoječimi baterijami in ima hkrati potencial, da pride do komercialne uporabe prej kot druge eksotične variante.

Kapaciteta litij-ionskih baterij je neposredno odvisna od množine enovalentnih litijevih ionov, ki jih anoda lahko shrani in potem...

50 komentarjev

Litijev sulfat potroji zmogljivost baterije

bit-tech.net - Spet je tisti čas v mesecu, ko dobimo nove obljube o nekajkratni povečavi zmogljivosti baterij. Tokrat raziskovalci, ki delajo z litijem, žveplom in ogljikovimi nanocevkami, obljubljajo približno trikratno povečanje kapacitet baterij v primerjavi s trenutno običajnimi litij-ionskimi. V primerjavi s povprečnimi 500 Wh na kilogram li-ionskih baterij naj bi nove ponujale 1200 Wh/kg, kar bi pomenilo prej omenjeno trikratno večjo kapaciteto oz. manjšo in lažjo baterijo z enako zmogljivostjo. Večjo gostoto energije dosežejo z zamenjavo pozitivne elektrode, ki je v primerjavi z li-ionskimi baterijami po novem iz ogljikovih nanocevk, ki jih med seboj izolira...

26 komentarjev

Na MIT-u odkrili baterije, ki se napolnijo v sekundah

Nature - Vsake toliko objavimo kakšno vest o novem odkritju na področju baterij, za katerega raziskovalci obljubljajo, da bo res prebojno. Žal ti izdelki potem le redko najdejo pot do masovne proizvodnje in morebiti celo trgovin na našem koncu Atlantika. Tokrat so raziskovalci z MIT-a odkrili nov način delovanja baterij oz. akumulatorjev, ki naj bi omogočal hipno polnjenje in praznjenje; ker temelji na izboljšavi obstoječih litij-ionskih baterij pa naj bi kmalu zaživel med ljudskimi množicami.

V današnji številki ugledne revije Nature poročajo o odkritju novih ultrahitrih tunelov za transport električne energije skozi litij-železov fosfat (LiFePO4), ki je v uporabi v litij-ionskih baterijah. To v teoriji in tudi v prototipu, ki so ga pripravili, omogoča zelo hitro polnjenje baterij (10 do 20 sekund), kar bi bilo uporabno v vseh vejah industrije - od električnih avtomobilov dalje. Srž odkritja leži v hitrosti gibanja litijevih ionov skozi elektrode, ki bi moralo biti po izračunih zelo...

80 komentarjev