Slo-Tech - Današnje prenosne elektrike ne bi bilo v moderni obliki, če ne bi v 80. letih uspel razvoj litij-ionskih baterij, ki jih je Sony komercializiral v začetku 90. let, danes pa jih uporabljajo vse prenosne elektronske naprave. Razvoj se je začel v naftnem gigantu Exxon v 70. letih, ko je svet pestila naftna kriza, a so kasneje razvoj preusmerili drugam. Kjer je Exxon obstal, je nadaljeval John Goodenough, tedaj profesor na Oxfordu. V nedeljo je v Teksasu John Goodenough umrl v starosti sto let.

John Goodenough, ki je po izobrazbi fizik, a je leta 2019 kot najstarejši nagrajenec v zgodovini prejel Nobelovo nagrado za kemijo, je svojo raziskovalno pot začel na slovitem MIT-u. Tam je delal od leta 1952 do 1976, ko se je preselil na oxfordsko univerzo. Na MIT-u je postavil temelje za razvoj modernega prepisljivega pomnilnika (RAM), saj je delal na teoriji magnetizma (Goodenough-Kanamorijeva pravila). Na Oxfordu se je ukvarjal z baterijami, ki so jih bili Exxonu prignali do kovinske...

Slo-Tech - Ena izmed ključnih surovin v svetu prenosnih električnih naprav in zlasti pri elektrificiranju osebnega prevoza je litij, ki predstavlja okrog 15 odstotkov mase v litij-ionskih baterijah. Največja proizvajalka litija je Avstralija, večje deleže pa imajo tudi Čile, Kitajska in Argentina. Med velike proizvajalke se bo kmalu vpisala tudi Mehika, ki ima znatne rezerve litija v severni zvezni državi Sonora. Mehika je zato minuli teden sprejela zakon, s katerim je de facto nacionalizirala proizvodnjo litija. Država ima monopol nad pravicami do iskanja in pridobivanja litija v Mehiki.

V naslednjih 90 dneh bodo ustanovili državno podjetje, ki se bo ukvarjalo s pridobivanjem litija. V Mehiki so sicer nekatera najdišča že najdena, a jih večino še raziskujejo. Ni še znano, ali so dovolj bogata, da bi bilo pridobivanje litija iz njih dobičkonosno. Pričakovati je, da se bo resna proizvodnja začela šele v prihodnjem desetletju. Trenutno je v Mehiki le en delujoč rudnik litija, ki pa je v...

Slo-Tech - Znamenita Fitbitova pametna ura Ionic Smartwatch, ki je bila na prodaj med leti 2017 in 2020 ter velja za pomembno prelomnico v odnosu javnosti do pametnih ur, lahko povzroči opekline, zato so jo odpoklicali. Prodanih je bilo približno 1,7 milijona primerkov, sedaj pa Fitbit (oziroma Google, ki je podjetje kupil) vrača kupnino 300 dolarjev in nudi popust pri nakupu novejšega modela. Težava tiči v litij-ionskih baterijah, ki se lahko pregrejejo in povzročijo telesne poškodbe.

Ameriška Komisija za varstvo potrošnikov poroča o več kot 160 prijavah prijav pregrevanj baterij, kar je povzročilo več kot 100 primerov opeklin. V dveh primerih je šlo za opekline tretje stopnje, kar predstavlja težjo poškodbo, ki lahko terja tudi presaditev kože. Napravo, ki so jo prenehali prodajati leta 2020, zato odpoklicujejo.

V Fitbitu poudarjajo, da je varnost potrošnikov na prvem mestu, zato so se odločili za odpoklic vseh naprav, čeprav je problematičnih manj kot 0,01 odstotka. Ionic Smartwatch je...

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,...

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...

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 -...

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...

The Register - Raziskovalci univerze v škotskem St. Andrewsu pravijo, da bodo revolucionizirali svet baterij. Namesto trenutno popularnih kemijskih spojin (V litij-ionskih baterijah se litij veže z drugimi kovinami) bo po novem glavni akter zrak, oz. prosti kisik v njem. Litijevi ioni so v napolnjenem stanju shranjeni v elektrolitu, pri praznjenju pa prehajajo v porozno elektrodo, kamor prek vezja pridejo manjkajoči elektroni, ki se skupaj s prej omenjenim kisikom iz zraka povežejo v Li₂O₂. Kisik se pri polnjenju, ko se postopek ponovi v obratno smer, enostavno vrne nazaj v okolje.

STAIR (St. Andrews Air), kot je poimenovana tehnologija, obljublja vsaj 5 do 10-kratno povišanje kapacitet baterij v primerjavi z današnjimi,...