Het gevoel van een lege batterij is maar al te bekend en frustrerend wanneer we mobiele apparaten gebruiken. Het gebeurt vaak dat onze telefoon op het meest ongelegen moment uitvalt en onze koptelefoon of laptop moeite hebben met langdurig gebruik. Dit alles is te wijten aan de beperkingen van de huidige lithium-ion batterijen die al 30 jaar lang onze technologie van stroom voorzien.
Echter, recent onderzoek uitgevoerd door het National High Magnetic Field Laboratory in Florida opent nieuwe mogelijkheden op het gebied van batterijtechnologie. Deze ontdekkingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances. Wetenschappers streven ernaar om over te stappen van lithium-ion batterijen met vloeibare elektrolyten, die onze apparaten van stroom voorzien, naar solid-state batterijen die voldoen aan de eisen van toekomstige generatie elektronica. Solid-state batterijen zijn veiliger, verminderen het risico op brand bij beschadiging, kortsluiting of oververhitting van de batterij. Bovendien bieden ze ook een hogere energiedichtheid en een langere levensduur.
In plaats van te citeren, een beschrijvende zin: Erica Truong, een doctoraalstudent aan FSU, merkte op dat met solid-state batterijen de gebruikers een langere gebruiksduur kunnen verwachten voor bijvoorbeeld iPhones en tablets.
Desalniettemin zijn er uitdagingen bij het grootschalig implementeren van solid-state batterijen. De productie ervan is kostbaar en brengt moeilijkheden met zich mee op het gebied van grootschalige fabricage. Truong maakt deel uit van het onderzoeksteam onder leiding van professor Yan-Yan Hu, een professor in de chemie en biochemie aan de Florida State University, die werkt aan de ontwikkeling van solid-state batterijen die efficiënter en kosteneffectiever zijn.
“In dit onderzoek hebben we gekeken naar een nieuw ontwerp van een solid electrolyte dat algemeen kan worden gebruikt in andere systemen om hun prestaties te verbeteren,” aldus Truong.
Elektrolyten spelen een cruciale rol in batterijen door te fungeren als een scheider tussen de kathode (het negatieve uiteinde) en de anode (het positieve uiteinde). Ze vergemakkelijken de beweging van ionen tussen de elektroden, waardoor de batterij kan opladen wanneer deze is aangesloten op een stroombron, of stroom kan leveren wanneer deze is aangesloten op een apparaat zoals een telefoon.
Het FSU-team analyseerde de structuren en eigenschappen van een veelbelovende elektrolyt gemaakt van lithiumchloride en galliumfluoride. Ze ontdekten een strategie die effectief ionentransport bevordert in solid-state elektrolyten.
FAQ
V: Wat zijn de veelvoorkomende problemen die gepaard gaan met het leegraken van de batterij in mobiele apparaten?
A: Het gebeurt vaak dat onze telefoon, koptelefoon of laptop op het meest ongelegen moment zonder batterij komen te zitten, waardoor het moeilijk voor ons wordt om ze te gebruiken.
Q: Wat zijn de beperkingen van de huidige lithium-ion batterijen?
A: Lithium-ion batterijen hebben een beperkte energiedichtheid en een korte levensduur. Er bestaat ook een risico op brand bij beschadiging, kortsluiting of oververhitting van de batterij.
Q: Wat zijn de voordelen van solid-state batterijen?
A: Solid-state batterijen zijn veiliger, hebben een hogere energiedichtheid en een langere levensduur in vergelijking met lithium-ion batterijen.
Q: Welke uitdagingen ontstaan er bij het grootschalig implementeren van solid-state batterijen?
A: De productie van solid-state batterijen is kostbaar en brengt moeilijkheden met zich mee op het gebied van grootschalige fabricage.
Q: Wat is het belang van elektrolyten in batterijen?
A: Elektrolyten spelen een cruciale rol in batterijen door de stroom van ionen tussen de elektroden te vergemakkelijken en stroom te leveren aan apparaten.
Definities:
Elektrolyt – een stof die elektriciteit geleidt in een oplossing of gesmolten toestand
Kathode – de elektrode waar reductie optreedt in een elektrochemische reactie
Anode – de elektrode waar oxidatie optreedt in een elektrochemische reactie
Energie dichtheid – de hoeveelheid energie die per massa-eenheid kan worden opgeslagen
Suggested related links:
Florida State University – De officiële website van Florida State University, waar onderzoek naar solid-state batterijen is uitgevoerd.
Video: Solid-State Batterij Doorbraak
The source of the article is from the blog windowsvistamagazine.es