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...

Slo-Tech - Že dolgo nismo napisali nič o baterijah niti o novem čudežnem materialu grafenu, sedaj pa bomo pokrili kar oboje. Raziskovalci iz Samsunga namreč poročajo, da so iznašli način, kako lahko z uporabo grafena kapaciteto litij-ionskih baterij povečajo skoraj za polovico in hkrati za petkrat skrajšajo čas polnjenja. O dosežku podrobno pišejo v reviji Nature.

Grafen je enoslojna različica grafita, kjer so ogljikovi atomi povezani s tremi sosedi v šesterokotnem vzorcu. V grafitu je več takšnih plasti naloženih ena nad drugo, medtem ko je za grafen značilen en sam tak sloj. Zaradi tega je grafen prožen in upogljiv, a hkrati trden, stabilen in prevoden. Raziskovalci iz Samsunga so odkrili, kako lahko grafen nanašajo na nanodelce silicijevega dioksida, iz česar dobijo...

Slo-Tech - Večina gospodinjskih aparatov pri običajni vsakodnevni rabi porabi več energije, kot kažejo njihove specifikacije na podlagi standardiziranih testov, razkriva najnovejše poročilo, ki ga je objavila skupina nevladnih organizacij in povzema rezultate 18-mesečnega testiranja kopice naprav. V raziskavi so ugotovili, da pri običajni rabi naprave porabijo bistveno več energije, kot bi sklepali na podlagi uvrstitve v energijske razrede (barvne oznake A-G).

V nekaterih primerih je poraba tudi dvakrat večja, ugotavljajo. Glavni problem so zastareli testi, ki ne odsevajo več realne uporabe naprav in vseh novih funkcionalnosti, ki jih ljudje uporabljajo. Tako nekateri televizorji ob vključitvi funkcij ultra HD ali dinamične barve porabijo 100 odstotkov več energije, polovica hladilnikov pa...

Heise - Samsungovih težav z baterijami še ni konec, saj je v eni izmed tovarn njegove podružnice SDI za proizvodnjo baterij zagorelo. V tovarni v mestu Tjandžin je včeraj izbruhnil požar, ki ga je gasilo 110 gasilcev z 19 vozili. Požar je izbruhnil zjutraj ob 6. uri, kitajska tiskovna agencija pa je o njem poročala šele popoldne. Tiskovni predstavnik SDI-ja Shin Yong-doo je dejal, da je požar izbruhnil v delu tovarne, kjer skladiščijo odpadke in izmet iz proizvodnje, in ne v proizvodni hali ter da ni vplival na proizvodnjo. Prav tako ni bilo poškodovanih. Gasilci so dejali, da se je vnel paket litij-ionskih baterij, čeprav je treba to vest vzeti s zrnom soli.

SDI je negativno zaslovel ob Samsungovi blamaži s telefoni Galaxy Note7, kjer je bil eden izmed dveh...

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.
...

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...

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...

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 -...

Nature - Raziskovalci na Stanfordu so razvili nov material za izdelavo baterij, ki bo omogočil podaljšanje življenjske dobe baterij za dva do tri velikostne razrede. O odkritju pišejo v članku za Nature Communications.

Življenjsko dobo baterij merimo s tremi parametri. Pomembna je tako imenovana koledarska življenjska doba, ki meri padanje kapacitete baterije zaradi staranja, razpolovna doba za naboj, ki meri padanje naboja v napolnjeni bateriji s časom, in upad kapacitete baterije z vsakim ciklom polnjenja in praznjenja. Raziskovalci s Stanforda so raziskovali zadnji parameter, saj so izdelali material, ki omogoča, da baterija tudi po 40.000 polnilnih ciklih zadrži 80 odstotkov tovarniškega naboja. To je bistveno več od današnji baterij, ki v najcenejših izvedenkah omogočajo nekaj sto ciklov, medtem ko se ta številka za...

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...

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...