Καλύτερες επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, παρακάμπτοντας τον τύπο λιθίου, προσεγγίζοντας ταυτόχρονα τις πράσινες πηγές ενέργειας.
Ένα βήμα πιο κοντά προς την κατεύθυνση νέων επαναφορτιζόμενων μπαταριών “πέραν του λιθίου” με εξαιρετική απόδοση έχει γίνει από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Bath.
Αναβαθμίζουμε όλο και περισσότερο τις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες για μια σειρά βασικών χρήσεων. από τα κινητά τηλέφωνα και τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα μέχρι την αποθήκευση ηλεκτρικών δικτύων. Επί του παρόντος η ζήτηση αυτή επικεντρώνεται κυρίως στις μπαταρίες λιθίου. Καθώς συνεχίζουμε τη μετάβαση από τα ορυκτά καύσιμα σε πηγές ενέργειας χαμηλών εκπομπών ρύπων στην ατμόσφαιρα, θα χρειαστούν νέες τεχνολογίες μπαταριών για νέες εφαρμογές και αποδοτικότερη αποθήκευση ενέργειας.
Μια προσέγγιση για την ανάπτυξη μπαταριών που αποθηκεύουν περισσότερη ενέργεια είναι η χρήση “multivalent” μετάλλων αντί του λιθίου. Σε μπαταρίες ιόντων λιθίου , η φόρτιση και η αποφόρτιση μεταφέρουν ιόντα λιθίου μέσα στην μπαταρία. Για κάθε μεταφερόμενο ιόν λιθίου, μεταφέρεται επίσης ένα ηλεκτρόνιο, παράγοντας ηλεκτρικό ρεύμα. Στις πολυδύναμες μπαταρίες multivalent, το λίθιο θα αντικατασταθεί από ένα διαφορετικό μέταλλο που μεταφέρει περισσότερα από ένα ηλεκτρόνια ανά ιόν. Για μπαταρίες ίσου μεγέθους, αυτό θα παρείχε πολυδύναμες μπαταρίες με μεγαλύτερη χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας και απόδοση.
Η ομάδα έδειξε ότι το διοξείδιο του τιτανίου μπορεί να τροποποιηθεί ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ηλεκτρόδιο σε πολυδύναμες μπαταρίες, παρέχοντας μια πολύτιμη απόδειξη της έννοιας στην ανάπτυξή τους.
Οι επιστήμονες, μια διεθνής ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Bath, της Γαλλίας, της Γερμανίας, της Ολλανδίας και των ΗΠΑ, σκόπιμα εισήγαγαν ελαττώματα στο διοξείδιο του τιτανίου για να σχηματίσουν υψηλές συγκεντρώσεις μικροσκοπικών οπών και έδειξαν ότι αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν αντιστρόφως από μαγνήσιο και αλουμίνιο. που φέρουν περισσότερα από ένα ηλεκτρόνια ανά ιόν.
Η ομάδα περιγράφει επίσης μια νέα χημική στρατηγική για το σχεδιασμό υλικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μελλοντικές πολυδύναμες μπαταρίες.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Materials.
Ο Dr Benjamin Morgan, από το Τμήμα Χημείας του Πανεπιστημίου του Bath, δήλωσε: “Οι πολυδύναμες μπαταρίες είναι μια πολύ συναρπαστική κατεύθυνση για την τεχνολογία των μπαταριών, που ενδεχομένως να προσφέρουν υψηλότερες πυκνότητες χωρητικότητας σε φόρτιση και καλύτερη απόδοση. Οι νέες τεχνολογίες μπαταριών θα είναι όλο και πιο σημαντικές εφόσον σταδιακά αρχίζουμε να φεύγουμε από τα ορυκτά καύσιμα και υιοθετήσουμε ολοσχερώς πιο πράσινες πηγές ενέργειας.
Υπάρχουν αρκετά τεχνικά εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν, μεταξύ των οποίων η εύρεση υλικών που είναι καλά ηλεκτρόδια για τα πολυσθενή ιόντα. Έχουμε βρει έναν τρόπο να τροποποιήσουμε το διοξείδιο του τιτανίου για να το μετατρέψουμε σε πολυδύναμο ηλεκτρόδιο.
Μακροπρόθεσμα, αυτή η απόδειξη της ιδέας να πάρει σάρκα και οστά και να καταστεί ως η πρώτη επιλογή από την τεχνολογική βιομηχανία πέρα ως πέρα, προστατεύοντας έτσι τον πλανήτη μας από περαιτέρω επιβάρυνση που γίνεται αλόγιστα από τις μεγάλες βιομηχανίες.
