Nowa bateria półprzewodnikowa z anodą z czystego krzemu

bateria
Inżynierowie stworzyli nowy typ baterii półprzewodnikowej, która wykorzystuje anodę wykonaną z czystego krzemu.

Zespół twierdzi, że nowy projekt baterii łączy dwa poddziedziny badań nad bateriami, aby stworzyć jedną baterię.

Akumulator jest wyposażony w elektrolit półprzewodnikowy i całkowicie krzemową anodę. Rezultatem jest krzemowa bateria półprzewodnikowa.

Wstępne testy wykazały, że bateria jest bezpieczna, trwała i ma wysoką gęstość energii. Konstrukcja akumulatora sprawia, że ​​nadaje się on do zastosowań w wielu dziedzinach, w tym do magazynowania energii elektrycznej w dużych sieciach i pojazdach elektrycznych. Akumulator został zaprojektowany przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego we współpracy z badaczami z LG Energy Solutions.

bateria

Jedną z istotnych cech charakterystycznych nowego akumulatora jest anoda krzemowa znana z gęstości energii. Gęstość energii anody krzemowej jest dziesięciokrotnie wyższa niż gęstość energii powszechnie stosowanych anod grafitowych stosowanych w akumulatorach litowo-jonowych produkowanych obecnie komercyjnie. Jednak anody krzemowe nie są pozbawione wad, zwłaszcza w zakresie rozszerzania się i kurczenia podczas ładowania i rozładowywania akumulatora.

Anody krzemowe również ulegają degradacji pod wpływem ciekłych elektrolitów. Obie te wady uniemożliwiły stosowanie anod krzemowych w nowoczesnych komercyjnych akumulatorach litowo-jonowych. Jednak badania prowadzone przez naukowców odkryły nową drogę dla anod całkowicie krzemowych dzięki odkryciu nowych elektrolitów.

Nowa konfiguracja baterii, którą zespół bada, zastępuje metaliczną anodę litową, zwykle stosowaną w bateriach półprzewodnikowych. Jednym z wyzwań związanych z metalicznymi anodami litowymi są podwyższone temperatury ładowania, zwykle około 60 stopni Celsjusza lub wyższe. W swoich badaniach zespół zademonstrował ogniwo paliwowe w skali laboratoryjnej, które jest w stanie przetrwać 500 cykli ładowania i rozładowania z 80% pojemnością w temperaturze pokojowej, co jest postępem w kierunku lepszego wykorzystania anody krzemowej i ogólnie baterii półprzewodnikowych. W akumulatorze zespół zastosował stały elektrolit na bazie siarczków, który okazał się stabilny w akumulatorach z całkowicie krzemowymi anodami. Obecnie trwają badania.

Dodaj komentarz