Zinātnieki no parasta koka radījuši elektrolītu jaunas paaudzes akumulatoriem
Kopīga pētnieku grupa no Brauna un Merilendas universitātēm meklēja alternatīvas mūsdienu elektrolītus un nolēma izmantot no koksnes iegūto celulozi kā pamatu cietai vielai elektrolīts.
Tātad iegūtais elektrolīts, tikai vienas papīra loksnes biezumā, parādīja savu elastību, kā arī teicamu spēju absorbēt enerģiju uzlādes vai izlādes procesā. Tieši par šo unikālo zinātnisko darbu tiks runāts materiālā.
Mūsdienu elektrolīti un to trūkumi
Viens no būtiskākajiem mūsdienu elektrolītu trūkumiem ir fakts, ka tie satur gaistošus vielas, kas var izraisīt ugunsgrēku ierīces īssavienojuma laikā, kā arī izraisīt veidošanos dendriti. Tā rezultātā ievērojami samazinās mūsdienu akumulatoru efektivitāte.
Lai novērstu šos trūkumus, tika ierosināts izmantot cietos elektrolītus, kurus ir pilnīgi iespējams ražot no nedegošiem materiāliem. Šis uzlabojums ļauj izvairīties no dendrītu parādīšanās, kā arī palielināt produkta drošību.
Tātad viena no iespējamām modifikācijām ir anoda (tagad no grafīta un vara) aizstāšana ar cietu elektrolītu. Šai modifikācijai vajadzētu ievērojami pagarināt akumulatora darbības laiku, kā arī palielināt ietilpību un darba temperatūras diapazonu.
Lielākā daļa cieto elektrolītu līdz šim ir izgatavoti no keramikas, kas ir ļoti efektīva. jonu pārraide, bet tajā pašā laikā slikti notur slodzi uzlādes un akumulatora izlādes laikā augstās trauslums.
Jauns cietā elektrolīta veids un tā izredzes
Tāpēc nākamajā zinātniskajā darbā zinātnieki nolēma izmantot kokā atrastās celulozes nanošķiedras kā "bāzi" savam jaunajam elektrolītam cietajiem anodiem.
Zinātnieki apvienoja koka polimēra caurules ar varu, lai iegūtu cietu jonu vadītāju un, kā parādīja turpmākie eksperimenti, vadītspēju iegūtais materiāls izrādījās diezgan salīdzināms ar keramikas vadītspēju no 10 līdz 100 reizēm labāks nekā citam esošajam polimēram ceļveži.
Zinātnieki šo efektu skaidroja ar vara ievadīšanu starp celulozes polimēru ķēdēm, kā rezultātā tā sauktie "jonu stumbri", un tie ļauj uzlādētām litija daļiņām pārvietoties ar rekordlielu efektivitāti.
Ar paveiktā darba rezultātiem zinātnieki dalījušies žurnāla Nature lappusēs.
Vai jums patika materiāls? Pēc tam novērtējiet to un neaizmirstiet abonēt kanālu, lai nepalaistu garām jaunas vēl interesantākas epizodes. Paldies par jūsu uzmanību!