Nanotrubice i do baterií. Akumulátory Li-ion díky nim prý vydrží třikrát déle

0

Minulý týden jsem zde ohledně plánů firmy Seagate podotkl cosi ve smyslu, že místa na disku není nikdy dost. Něco podobného by se dalo říci i o akumulátorech a jejich kapacitě. Ať už u mobilů, notebooků nebo třeba bezdrátových periférií, náhlá potřeba najít zásuvku nebo nabíječku málokoho těší. Naštěstí i na kapacitě baterií pracují po světě výzkumné týmy. Jednou z cest, jak do nich dostat více energie a zároveň zvýšit jejich životnost, by mohla být aplikace křemíkových nanotrubic.

Na výzkumu se podílela čínská Če-ťiangská univerzita a USC Viterbi School of Engineering (mimochodem pojmenovaná po spoluzakladateli Qualcommu Andrewu Viterbim). Jeho jádrem bylo experimentování s křemíkovými anodami v lithium-iontových bateriích. S křemíkem by teoreticky mělo být možné dosahovat vyšších kapacit než s běžně používaným grafitem, jelikož do sebe dokáže navázat mnohem více Lithia. Navíc se jedná o relativně levný materiál.

Křemíkové anody však dosud trápila pramalá životnost. Již několik málo nabíjecích cyklů vedlo k jejich mechanickému rozrušení, vlivem roztahování a opětovného smršťování. Křemík totiž po nasycení atomy lithia zvětší svůj objem. Právě tento problém se snad podařilo vyřešit použitím křemíku ve formě nanotrubic. Použité nanotrubice (o průměru menším než 100nm a délce několika mikrometrů) jsou pórovité, což těmto nanodrátkům umožňuje zvládat ono destruktivní roztahování a smršťování (jejich struktura si laicky řečeno nechává prostorovou rezervu). Velký povrch těchto pórovitých nanotrubic zároveň zlepší výkon anody, což umožní rychlejší nabíjení akumulátorů.

Li-ion akumulátory s anodami z pórovitých křemíkových nanotrubic

Výsledek experimentů údajně slibuje baterie s trojnásobnou kapacitou ve srovnání s tím, co je k dispozici nyní. Navíc by měly mít i lepší životnost a velmi krátké nabíjecí časy (prý dokonce pouhých 10 minut). V laboratoři si měly experimentální prototypy vést dobře; vhodné prý budou jak pro telefony, tak například i pro elektromobily. I po 250 cyklech si pokusné baterie držely hustotu energie 2000, respektive 1600 a 1100 mAh/g (při proudové hustotě 2, respektive 4 a 16 A/g).

Křemíkové nanodrátky (Nanotechweb.org)
Křemíkové nanodrátky (Zdroj: Nanotechweb.org)

 

Technologie ještě není hotová, z laboratoře do praxe by se ale údajně mohla dostat již během nějakých tří let. Je však třeba říci i to, že se nejedná o první pokus s anodami z křemíkových nanočástic. Je docela pravděpodobné, že by se touto cestou mohl budoucí vývoj rozšířených lithium-iontových baterií ubírat. O tom, jaký technologický postup se v praxi prosadí, však zřejmě rozhodne hlavně náročnost a nákladnost sériové výroby.

Zdroj: The Register

Nanotrubice i do baterií. Akumulátory Li-ion díky nim prý vydrží třikrát déle

Ohodnoťte tento článek!