Faststoffbatterier er en av de mest interessante teknologiske fremskrittene som har utviklet seg fra slutten av 80-tallet til i dag. I løpet av de siste tretti årene har vår interaksjon med batterier økt betydelig. Tidlige faststoffbatterier, utviklet på 1800-tallet, var en vitenskapelig nysgjerrighet som oppsto fra arbeidet til Michael Faraday. Men nå har batterier blitt en integrert del av livene våre. De strømmer ikke bare telefonene våre, bærbare datamaskiner og kjøretøy, men har også blitt en essensiell del av arbeidet og underholdningen vår.
Alle batterier består av to terminaler – positivt og negativt polariserte – som er internt koblet sammen gjennom en elektrolytt, som fungerer som et ledende medium. Det som skiller faststoffbatterier fra «vanlige» batterier, som alkaliske batterier i lommelykter eller blysyrebatterier i biler, er imidlertid typen elektrolytt. Faststoffbatterier bruker en fast eller halvfast elektrolytt, som en legering, polymer, pasta eller gelé, i motsetning til den flytende elektrolytten som brukes i de fleste konvensjonelle batterier.
Elektrolytten i et batteri er avgjørende for drift. Forskjellige typer elektrolytter finnes forskjellige med hensyn på sin ledningsevne. Noen er krystallinske stoffer, som litiummetallegeringer, mens andre tar form av plast- eller keramikkskiver, og noen er laget av polymergeleer. Et enkelt eksempel på en fast elektrolytt er en potet som brukes som batteri. Selv om en potet kan virke tørr, inneholder den nok fuktighet til å tillate ledning av elektroner og ioner gjennom stivelse og proteiner. Ved å sette en mynt og en sinkskrue inn i poteten og koble dem til en LED, vil den lyse opp. Ved å koble tusenvis av disse potetbatteriene sammen, kan du til og med spille Doom (på en måte).
Faststoffbatterier kan også bruke en fast elektrolytt mettet med en løsning av ledende partikler. Et eksempel på en slik halvfaststoffbatteri er ett som bruker fuktig jern(III)oksidgel. Proteiner og stivelsespolymerer i en potet danner en matrise gjennom hvilken ionene kan diffundere. Litium er et godt valg som det kationiske metallet i faststoffbatterier på grunn av lav bindingsenergi og høy energitetthet. Strukturelt brukes litium både som katode og elektrolytt, mens karbon eller silisium er vanligvis brukt som anoder.
Litiumionebatterier er den mest populære typen faststoffbatterier, kjennetegnet av den høyeste energitettheten blant faststoffbatterier, som når opp til 1,6 kilowattimer per kilogram. De er også typisk oppladbare. De brukes som bærbare strømkilder i mange elektroniske enheter som bærbare datamaskiner og mobiltelefoner. Mange produsenter av litiumionebatterier bruker for tiden også et polymergelelektrolytt.
Til tross for de mange fordelene med faststoffbatterier, som sikkerhet og energieffektivitet, er det fortsatt tekniske utfordringer. Et eksempel er behovet for betydelig trykk for å binde to keramiske plater sammen, noe som er noe mer komplisert enn å senke elektroder i et elektrolyttbad. I tillegg kan faststoffbatterier bli ødelagt på grunn av overopplading, noe som fører til dannelse av krystallinske dendritter. Derfor er det selv om faststoffbatterier har mange fordeler, trenger man ytterligere innsats for å forbedre dem.
Faststoffbatterier er en viktig komponent i fremtidens energisystemer, og deres utvikling bidrar til en mer bærekraftig og effektiv energiøkonomi. Handlingene til innovative forskere og fremskritt innen batterikjemi er viktige skritt mot en grønnere og mer effektiv verden.
Ofte stilte spørsmål (FAQ) om faststoffbatterier:
1. Hva er faststoffbatterier?
Faststoffbatterier er batterier som bruker en fast eller halvfast elektrolytt, som en legering, polymer, pasta eller gelé, i motsetning til den flytende elektrolytten som brukes i de fleste konvensjonelle batterier.
2. Hvilke fordeler har faststoffbatterier?
Faststoffbatterier har flere fordeler, inkludert bedre sikkerhet, høy energitetthet og oppladbarhet.
3. Hvilke utfordringer har faststoffbatterier?
Noen av utfordringene med faststoffbatterier inkluderer behovet for høyere trykk for å binde komponenter sammen og muligheten for skader ved overopplading.
4. Hva gjør faststoffbatterier til en viktig del av fremtidens energisystemer?
Faststoffbatterier bidrar til en mer bærekraftig og effektiv energiøkonomi, og deres utvikling er viktig for å møte behovene til fremtidens energilagring og elektronikk.
Kilder:
https://no.wikipedia.org/wiki/Batteri
https://www.forskning.no/energi-batteri-maskin-elektronikk/emeritus-potet-har-elektrisk-potensiale/1061763
The source of the article is from the blog yanoticias.es