Zespół w Cornell Engineering stworzył nową baterię litową, która może naładować się w ciągu pięciu minut – szybciej niż jakakolwiek inna bateria na rynku – jednocześnie utrzymując stabilną wydajność przez długie cykle ładowania i rozładowania.
To przełomowe odkrycie może złagodzić „lęk przed zasięgiem” wśród kierowców, którzy martwią się, że elektryczne samochody nie mogą podróżować na długie dystanse bez długiego ładowania.
„Lęk przed zasięgiem to większa przeszkoda dla elektryfikacji w transporcie niż jakiekolwiek inne przeszkody, takie jak koszty i możliwości baterii, i zidentyfikowaliśmy drogę do jego eliminacji poprzez racjonalne projektowanie elektrod” – powiedział Lynden Archer, profesor inżynierii Jamesa A. Frienda na Cornell Engineering, który nadzorował projekt. „Jeśli można naładować baterię EV w ciągu pięciu minut, nie trzeba mieć baterii wystarczająco dużej dla zasięgu 300 mil. Można zadowolić się mniej, co może zmniejszyć koszty EV i umożliwić szersze przyjęcie.”
Artykuł zespołu o tytule „Szybkie ładowanie, długotrwałe przechowywanie w bateriach litowych” został opublikowany 16 stycznia w czasopiśmie Joule. Autorem głównym jest Shuo Jin, doktorant w dziedzinie inżynierii chemicznej i biomolekularnej.
Baterie litowo-jonowe należą do najpopularniejszych sposobów zasilania pojazdów elektrycznych i smartfonów. Baterie są lekkie, niezawodne i stosunkowo energooszczędne. Jednak ich ładowanie trwa godziny, a także nie mają pojemności do obsługi dużych przepływów prądu.
„Naszym celem było stworzenie projektów elektrod baterii, które będą ładować się i rozładowywać w sposób zgodny z codzienną rutyną” – powiedział Jin. „W praktyce chcemy, aby nasze urządzenia elektroniczne ładowały się szybko i działały przez długi czas. Aby to osiągnąć, zidentyfikowaliśmy unikalny anodowy materiał indowy, który może być skutecznie połączony z różnymi materiałami katodowymi, aby stworzyć baterię, która szybko się ładuje i wolno się rozładowuje.”
Dotychczas laboratorium Archera zajmowało się projektowaniem baterii poprzez skupienie się na tym, jak jony poruszają się w elektrolitach i krystalizują na interfejsach anod metalowych, a następnie wykorzystanie tej wiedzy do manipulowania morfologią elektrody w celu uzyskania bezpiecznych anod do długotrwałego przechowywania.
W przypadku nowej baterii litowej badacze zastosowali inną taktykę i skupili się na kinetyce reakcji elektrochemicznych, wykorzystując w szczególności pojęcie inżynierii chemicznej zwane „liczbą Damköhlera”. Jest to w zasadzie miara szybkości, z jaką zachodzą reakcje chemiczne, w porównaniu do szybkości transportu materiału do miejsca reakcji.
Identyfikacja materiałów elektrodowych o już szybkich prędkościach transportu w stanie stałym, a zatem o niskich liczbach Damköhlera, pomogła badaczom znaleźć ind jako niezwykle obiecujący materiał do baterii o szybkim ładowaniu. Ind jest miękkim metalem, głównie
Najważniejsze tematy:
1. Zespół Cornell Engineering opracował nową baterię litową, która może naładować się w ciągu pięciu minut.
2. Bateria utrzymuje stabilną wydajność przez długie cykle ładowania i rozładowania.
3. To odkrycie może zmniejszyć „lęk przed zasięgiem” w przypadku elektrycznych samochodów.
4. Eliminacja lęku przed zasięgiem umożliwiłaby szersze przyjęcie samochodów elektrycznych i zmniejszenie kosztów.
5. Artykuł zespołu ukazał się w czasopiśmie Joule i podaje szczegóły na temat szybkiego ładowania i długotrwałego przechowywania w bateriach litowych.
6. Głównym autorem artykułu jest Shuo Jin, doktorant w dziedzinie inżynierii chemicznej i biomolekularnej.
7. Baterie litowo-jonowe są popularne w pojazdach elektrycznych i smartfonach, ale mają ograniczenia, takie jak długi czas ładowania i brak obsługi dużych przepływów prądu.
8. Projekt elektrod baterii skupiał się na ładowaniu i rozładowywaniu zgodnym z codzienną rutyną.
9. Zastosowano anodowy materiał indowy, który połączono z różnymi materiałami katodowymi, aby uzyskać baterię, która szybko się ładuje i wolno rozładowuje.
10. Laboratorium Archera wcześniej zajmowało się projektowaniem baterii poprzez badanie poruszania się jonów i manipulowanie morfologią elektrody.
11. Dla nowej baterii litowej skupiono się na kinetyce reakcji elektrochemicznych, wykorzystując pojęcie „liczby Damköhlera” jako miary szybkości zachodzenia reakcji.
12. Wykorzystanie materiałów elektrodowych o szybkich prędkościach transportu pomogło znaleźć ind jako obiecujący materiał do szybkiego ładowania baterii.
Definicje terminów i żargonu:
1. Zasięg – odnosi się do możliwości pokonania danej odległości przez pojazd elektryczny bez konieczności ładowania.
2. Litowo-jonowy – rodzaj baterii, w którym lit i jony dodatkowego metalu są wykorzystywane jako nośniki ładunku.
3. Elektrolit – substancja przewodząca prąd elektryczny przez baterię.
4. Anoda – elektroda, na której zachodzi utlenianie podczas procesu ładowania baterii.
5. Katoda – elektroda, na której zachodzi redukcja podczas procesu ładowania baterii.
6. Kinetika reakcji – dziedzina chemii zajmująca się badaniem szybkości reakcji chemicznych.
7. Morrissey rebel tour – nie ma definicji lub zakresu związanych z tym terminem.
Sugerowane powiązane linki:
– engineering.cornell.edu – strona główna Cornell Engineering.
– cell.com/joule – strona główna czasopisma Joule, gdzie opublikowano artykuł.
The source of the article is from the blog zaman.co.at