Nova vrsta litij-ionskih baterij z Berkeleya

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 pri praznjenju prek polimernega elektrolita potujejo proti katodi. Da bodo baterije čim bolj uporabne, mora biti anoda sposobna shraniti čim več litijevih ionov, te sposobnosti s časom ne sme (preveč) izgubljati in biti mora čim bolj porozna, da je prehod ionov čim hitrejši.

V klasičnih baterijah to rešujemo tako, da anodo zgradimo iz mešanice silicija, ki hrani velike količine litija, a pri tem "nabrekne", in ogljika, ki v obliki grafita skrbi za prevodnost anode. Problem je, da se pri vsakem ciklu polnjenja in praznjenja nekaj stikov med silicijevimi in ogljikovimi atomi prekine zaradi spreminjanja prostornine silicija, zato prevodnost in s tem kapaciteta padata. Raziskovalci so zato razvili polimer, ki je prevoden in nadomešča grafitni ogljik v okolici silicija (električno prevodni polimeri so v nasprotju z učenjem v srednješolski kemiji že nekaj časa poznani). Nov polimer je bolj odporen na spreminjanje prostornine silicija, tako da ne izgublja povezav.

Na Berkeleyju so preizkusili več različnih kombinacij in kot najboljša se je izkazala vrsta polifluorenskih prevodnih polimerov (PF). Študije z rentgensko spektroskopijo in ab initio računi so pokazali, kako nov material deluje. Razveseljivo pa je tudi dejstvo, da so poizkusi staranja materiala (torej več sto ciklov praznjenja in polnjenja) pokazali, da je baterija še vedno precej zmogljivejša od klasičnih litij-ionskih baterij pod enakimi pogoji.