Несмотря на все попытки найти достойную замену литий-ионным батареям, они все так же продолжают безраздельно властвовать на рынке накопления энергии. Поэтому кроме поиска альтернатив, ученые так же занимаются улучшением существующих АКБ.
Так научная группа из Нидерландов предложила и уже испытала новую конструкцию батареи, которая обещает существенно большую скорость зарядки. И все это благодаря новой архитектуре анода выполненного из оксида ниобия-вольфрама.
Как создавали новый анод
Изучив досконально принцип перемещения лития между электродами (в батарее), научная группа университета Твенте предложила новую конструкцию анода, в архитектуре которого присутствуют специальные наноканалы. За счет них поток ионов лития проходит гораздо быстрее и с меньшими задержками.
Для того, чтобы получить такой новый Анод было принято решение отказаться от классического графита и заменить его многообещающим материалом – оксидом ниобия вольфрама (NbWO).
Этот материал был впервые применен в батареях еще в 2018 году, когда инженеры Кембриджского университета так же рассчитали и сконструировали батарею, которая показала очень приличные результаты по скорости заряда/разряда.
Инженеры университета пошли немного другим путем, они решили протестировать материал, когда его частицы будут уменьшены до наноразмеров.
Для этого было принято решение прокалить NbWO и тем самым получить наночастицы размером от 10 до 100 нанометров.
Так вот особенность этих микрочастиц заключалась в том, что как оказалось они способны практически беспрепятственно пропускать ионы лития на своих границах.
Тесты нового анода и где он может быть применен
После того как был получен новый анод команда приступила к активному тестированию новой батареи. Так выяснилось, что если наночастицы в аноде не превышают в размерах 100 нанометров, то скорость литирования оксида ниобия вольфрама возрастает в разы.
Несмотря на столь обнадеживающие тесты, инженеры не спешат с громкими заявлениями. А все потому, что у новой батареи есть существенный недостаток: ее габариты существенно больше литий-ионных аналогов с графитовым анодом.
Именно по этой причине область применения новых батарей оказывается не столь широкой. Например, в электроавтомобилях такие батареи не смогут быть использованы. Так как в этом случае батарея просто не поместится в автомобиль.
Однако быстрая зарядка/разрядка новых батарей позволяет их использовать, например, в системах накопления при производстве так называемой зеленой энергии (солнечные панели, ветряные генераторы и т. п.). Кроме этого новые батареи могут найти применение в стационарных силовых установках.
Работа над модернизацией уже существующих образцов продолжается, и ученые надеются, что у них получится оптимизировать параметры новой батареи. И тем самым повысить ее привлекательность для коммерческого использования.
Понравился материал, тогда ставим лайк, подписываемся и оставляем комментарий. Спасибо за внимание!