Силицият, вторият най-изобилен елемент на Земята, обещава големи промени в литиево-йонните батерии, според изследване на университета на Източна Финландия. Чрез заместване на графитните аноди със силиций може да се удвои капацитетът на анода, казват учените.
В едно бъдещо общество, щадящо климата, възобновяемите и нулевоемисийни ресурси ще бъдат все по-широко разпространени. Доставката на енергия от тези източници обаче е проблем – поради непостоянния им характер. Затова са необходими технологични решения, които да гарантират наличието на енергия тогава, когато няма слънце за соларните системи и вятър за ветрогенераторите.
Освен това преходът към ново поколение транспортни системи изисква конкретни решения за съхранение на енергия, а литиево-йонните батерии изглежда имат най-голям потенциал за тази цел, пише GreenTech.bg.
Изследователите от университета в Източна Финландия са изпробвали нова технология за литиево-йонни батерии, заменяйки графита, използван в анодите, със силиций. Те са анализирали пригодността на нанопорест силиций, произведен по електрохимичен метод, за приложение в литиево-йонните батерии.
[related-posts]
Преобладава схващането, че за да работи силицият в батерии, са необходими наночастици – а това води до редица предизвикателства за производството, цената и безопасността на материала. Финландското изследване обаче установява, че частици с размер между 10 и 20 микрометра и с подходяща порьозност всъщност са най-подходящите за употреба в акумулаторите.
Откритието е значимо, тъй като частиците с микрометрови размери са по-лесни и безопасни за обработка от наночастиците.
„В нашето изследване успяхме да комбинираме най-добрите нано-и микро-технологии: функционалност на ниво „нано” с обработка на ниво „микро” и всичко това без компромиси с ефективността”, казва изследователят Тимо Иконен от Университета в Източна Финландия.
Малки количества силиций вече се използват в батериите на Tesla, за да се увеличи енергийната им плътност. Но по-нататъшното увеличаване на количеството представлява сериозно предизвикателство, допълва Иконен.
Сега изследователите се готвят да комбинират силиций с малки количества въглеродни нанотръби, за да увеличат допълнително електрическата проводимост и механичната дълготрайност на материала. Констатациите от изследването са публикувани в „Scientific Reports”.
