MIT udvikler nyt materiale for at gøre batterier mere kraftfulde og oplade hurtigere
(Billedkredit: Massachusetts Institute of Technology)
Ifølge rapporter i udenlandske medier har forskere ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) udviklet et nyt materiale, der siges at hjælpe batterier med at oplade hurtigere.
Forbedring af batteriernes effektivitet bidrager til en grønnere og grønnere fremtid. Den nuværende avancerede batteriteknologi har dog flere ulemper, såsom lange opladningstider. En anden udfordring, ifølge MIT-forskerne, er at kombinere høj ladekapacitet med "lang cykluslevetid for kondensatorerne" under batteridesign.
Som en elektrokemisk enhed, der er meget udbredt i øjeblikket, har lithium-ion-batterier en høj ladekapacitet, men har en mangel med hensyn til opladningstid. Forskere eksperimenterer med design, der inkorporerer et væld af billige organiske materialer som et alternativ til lithium-ion-batterier. Det viste sig, at batteriets ledningsevne faldt. Som med andre modulære designtilgange er det for komplekst og dyrt at kombinere lithium-ion-batterier og kondensatorer i specifikke enheder. På grund af disse problemer sagde MIT-forsker Tianyang Chen, "det er bydende nødvendigt at udvikle elektrodematerialer, der kombinerer den høje ladekapacitet af lithium-ion-batterier med den hurtige opladning og lange cykluslevetid for kondensatorer."
Holdet fandt frem til en kombination af organiske materialer, der kunne bruges i batterikatoder (elektroderne, der lagrer lithium, når batteriet aflades). Tidligere forsøg på at bruge organiske materialer har været mislykkede, fordi de ville opløses i batteriets elektrolyt. "Strategier såsom polymerisering og syntetisering af organiske molekyler med uopløselige dopingmidler kan begrænse elektrodeopløsning," sagde Chen. "Men det er udfordrende at designe organiske materialer, der i sagens natur er uopløselige, men som stadig hurtigt kan transportere og opbevare opladning."
Imidlertid var materialet, der blev skabt i MIT-laboratoriet, i stand til at forblive stabilt. "Forskere rapporterer bis-tetraamino-p-benzoquinon og dets polymeranalog poly(bis-tetraamino-p-benzoquinon) som organiske materialer med pseudokapacitive egenskaber" til elektrisk energilagringsenheder "i udviser høj ladningslagringskapacitet ved høje ladnings-afladningshastigheder. "
Det organiske materiale er i stand til at lagre 310 mAh ladning, omtrent det dobbelte af kapaciteten af nuværende lithium-ion batterikatoder. Ved at bruge disse materialer kan batteriets opladningstid forkortes til 33 sekunder.
Brug af rigelige magnesium- eller natriumioner i stedet for lithium, som er i begrænset udbud, kan give optimerede resultater til en lavere pris, siger forskerne.
CR.GASGOO ELISA