Per klaidą keturiskart pailgino akumuliatorių tarnavimo laiką

 (41)
Kol nebus atrasta kokia nors fundamentaliai nauja pamaina ličio jonų akumuliatoriams, mokslininkai be paliovos ieškos būdų į tą patį tūrį sutalpinti kuo daugiau energijos ir padidinti įkrovimo/iškrovimo ciklų skaičių. O dviem mokslininkams, panašu, pavyko labai reikšmingai išplėsti tokių akumuliatorių tarnavimo laiką – visiškai atsitiktinai, rašo geek.com.
Ličio jonų akumuliatorius
© Shutterstock nuotr.

Šiuolaikiniuose ličio jonų akumuliatoriuose paprastai naudojami ilgiausią tarnavimo laiką užtikrinantys grafito anodai. Iškrovimo/įkrovimo ciklų metu akumuliatoriaus veikimas prastėja ir ilgainiui jis tampa tiesiog nebetinkamu naudoti dėl to, kad įkrovimo ir iškrovimo metu anodai tai traukiasi, tai plečiasi, o link jų ir nuo jų nuolat migruoja ličio jonai. Šio proceso metu ant anodų susikaupia ličio junginių sluoksnis, kuris anodo plėtimosi ar susitraukimo metu atskyla. Dėl to apnuoginamas švarus anodo plotas, kuris kito ciklo metu vėl būna veikiamas ličio – tol, kol elektrodas tiesiog subyra.

Geresnė anodo alternatyva būtų aliuminis, tačiau jis įkrovimo ir iškrovimo ciklų metu plečiasi pernelyg stipriai. Ir jeigu mokslininkams pavyktų tą apimties kitimą apriboti, mes galėtume pasidžiaugti kur kas ilgiau tarnaujančiais akumuliatoriais.

Tsinghua universiteto (Kinija) mokslininkas dr. Wangas Changanas kartu su Masačusetso technologijų instituto (JAV) mokslininku dr. Li Ju bendromis pastangomis ieškojo būdų neleisti susidaryti oksidų plėvelei ant deguonies veikiamų aliuminio nanodalelių paviršiaus. Mokslininkai ketino nanodaleles panardinti į titano oksisulfato tirpalą sieros rūgštyje: jame aliuminio oksidas ištirptų, o paviršių padengtų titano oksido sluoksnis.

Kad nanodalelės pasidengtų pakankamu ir tolygiu išoriniu sluoksniu, reikalingas tam tikras laikas. Bet atsitiko nenumatytas dalykas: W. Changanas ir L. Ju pamiršo iš mirkymo vonelės ištraukti nanodaleles. Dėl to mirkymo procesas buvo net keliomis valandomis ilgesnis nei numatyta pagal tyrimų protokolą. O per tą laiką titano oksisulfato ir sieros rūgšties molekulės sugebėjo prasisunkti į 50 nm dydžio nanodalelių vidų ir dalinai ištirpinti viduje buvusį aliuminį. Po tokio netikėtai ilgo mirkymo iš nanodalelių liko tik 4 nm storio išorinis titano hidroksido lukštas ir vidinis 30 nm dydžio aliuminio „trynys“.

Bet mokslininkai šių iš pažiūros sugadintų nanodalelių neišmetė – jie nusprendė bandymus atlikti ir su jomis, panaudojant jas akumuliatoriams gaminti. Ir paaiškėjo, kad šios dalelės galimai išsprendė aliuminio panaudojimo anodams gaminti galvosūkį. Pailgintas mirkymas reiškė, kad anodai nebesiplėtė ir nebesitraukė, todėl po 500 įkrovimų/iškrovimų ciklo akumuliatoriai išlaikė iki 4 kartų didesnę talpą nei ekvivalentiški akumuliatoriai su grafito anodais. Naudojimo ilgaamžiškumo požiūriu tokie akumuliatoriai tarnauja gerokai ilgiau ir, kaip skelbiama MIT pranešime, gali sutalpinti iki trijų kartų daugiau energijos.

Taigi, gali būti, kad panašiai, kaip neretai nutinka mokslo istorijoje, atsitiktinumas taps proveržio priežastimi. Manoma, kad šio atradimo rezultatus bus nesunku perkelti į masinę gamybą, kas reiškia, kad kitos kartos perkraunamų akumuliatorių anodai gali būti iš aliuminio, dėl kurio išaugs ir tokių akumuliatorių talpa, ir tarnavimo trukmė.

MIT pranešimą apie akumuliatorių technologijų patobulinimą rasite čia.

Parašykite savo nuomonę
arba diskutuokite anonimiškai čia
Skelbdami savo nuomonę, Jūs sutinkate su taisyklėmis
Rodyti diskusiją Rodyti diskusiją
 
Naujienų prenumerata

Mokslas

NASA astronauto „timelapse” vaizdo įraše – įspūdinga Šiaurės pašvaistė (2)

NASA astronautas Jackas Fischeris iš kosmoso užfiksavo įspūdingą Šiaurės pašvaistę. „Timelapse“ įrašą jis paviešino sekmadienį, liepos 23 dieną.

Mėnulis yra drėgnesnis negu lig šiol manyta, sako mokslininkai (7)

Mėnulis, kuris daugelį metų buvo laikomas sausi nesvetingu pasauliu, iš tikrųjų turi netikėtai dideles vandens atsargas po savo paviršiumi, ir kada nors juo galės malšinti troškulį iš Žemės atvykę tyrinėtojai, pareiškė pirmadienį mokslininkai.

JAV sukurtas robotas, galintis pralįsti į ankštas vietas (3)

Šis cilindrinį robotą, apnašų į vijoklinį augalą sukūrė Kalifornijos Stenfordo universiteto mokslininkai. Jie tvirtina, kad jį sukurti įkvėpė gyvi organizmai.

Netikėtas radinys Ispanijos kapavietėse nustebino visko mačiusius mokslininkus (10)

Mokslininkai tyrinėja Ispanijos pilietinio karo kapavietes Ispanijos šiaurėje. Radinių jau aptikta įvairių, tačiau labiausiai nustebino dešimtys puikiai išsilaikiusių smegenų. Kaip taip nutiko, kad drėgnoje žemėje buvusios smegenys per daugiau nei 80 metų visiškai nesuiro? Nors radinys suglumino mokslininkus, paaiškinimas jau rastas.

Šveicarijoje sukurtas pigus universalus robotas-origamis

Moduliniai robotai sudaryti iš daugybės atskirų tarpusavyje sąveikaujančių mažyčių mechanizmų. Vienintelis šių robotų trūkumas tas, jog dažniausiai jie sunkūs, griozdiški, sudėtingai pagaminami ir eksploatuojami. Robotai-origamiai nuo jų skiriasi tuo, jog pastaruosius sudaro vienas vienintelis mechanizmas, galintis įgauti reikiamą formą. Tiesa, juos riboja dydis ir konfigūracijos algoritmai.