Fără îndoială, cu toții am beneficia de o durată de viață mai lungă a bateriei în laptopurile noastre, hibrizii și alte dispozitive portabile. Din păcate, curentul baterie litiu-ion (LIB) și-a atins aproape potențialul și singura modalitate de a crește durata de funcționare a dispozitivelor noastre portabile este să facem baterii mai mari. Cu toate acestea, aceasta nu este o soluție viabilă într-o industrie în care echipamentele mai ușoare și mai slabe sunt foarte de dorit. Avem nevoie de ceva nou; o modalitate de a crește semnificativ capacitatea de stocare fără a fi nevoie să fabricați dispozitive de stocare a energiei mai mari.
Videoclipuri recomandate
Recent, cel Laboratorul Național de Nord-Vest al Departamentului de Energie a venit cu o nouă schimbare a bateriei litiu-ion, care poate stoca „cel puțin” de două ori mai multă energie decât o baterie hibridă convențională sau un laptop. În acest caz, metoda implică utilizarea unui siliciu asemănător unui burete. Au fost făcute și alte „recunoașteri” propuse pentru îmbunătățirea bateriei, dar se pot întâmpla sau nu și sunt în cel mai bun caz la câțiva ani distanță. Cu toate acestea, acesta nu este doar foarte plauzibil, ci și relativ nedureros de implementat.
De ce silicon?
În prezent, aproape toate LIB-urile folosesc electrozi de grafit în stocarea și descărcarea energiei. Aceste LIB convenționale stochează de până la 10 ori mai puțină energie decât sunt capabili electrozii pe bază de siliciu. În timp ce formulele matematice sunt complexe, într-o lume perfectă, o baterie pe bază de siliciu ți-ar oferi atunci sursa de alimentare de 10 ori mai mare. Cu toate acestea, având în vedere orice altceva care necesită luare în considerare, cum ar fi chimia bateriei, electrozii de siliciu (uneori numiți anods) poate dubla, sau eventual tripla capacitatea de stocare a energiei peste standardul actual.
O problemă cu utilizarea siliciului în trecut a fost că acesta ar absorbi mult prea mulți ioni de litiu (sunt necesare pentru a stoca și a ajuta la generarea energiei), extinzându-se adesea până la 400 la sută în masă încărcarea. Acest lucru, după cum vă puteți imagina, a cauzat tot felul de probleme, inclusiv (dar fără a se limita la) fracturarea carcasei bateriei. Era pur și simplu imposibil - până când Laboratorul Național de Nord-Vest al Departamentului de Energie a venit cu un electrod de siliciu numit „burete de silicon mezoporos” care se extinde cu doar 30 de procente viabile.
În termeni simpli, buretele de siliciu mezoporos este o bucată de siliciu perforată cu găuri. Atunci când absorbi ionii de litiu, mai degrabă decât se extinde în exterior, siliciul își mărește masa prin umplerea găurilor. Cu limita de expansiune de 30 la sută, electrodul pe bază de siliciu conține o concentrație de energie de aproximativ 750 mAh per gram, sau aproximativ dublu față de electrozii pe bază de grafit. În plus, electrozii de siliciu s-au dovedit a fi rezistenți – bateria prototip și-a păstrat 80% din capacitatea sa după 1.000 de încărcări.
Când vom vedea aceste baterii noi?
Următorul pas logic al Laboratorului Național Pacific Northwest al Departamentului de Energie ar fi construirea unui prototip mai mare – poate ceva suficient de mare pentru a alimenta un dispozitiv mobil obișnuit. Între timp, în timp ce așteptăm ca oamenii de știință ai guvernului să continue să dezvolte tehnologia, o companie startup din Silicon Valley cu numele „Amprius” lucrează în prezent în dezvoltarea și comercializarea acestora.
Desigur, ratele de absorbție a energiei pe bază de litiu-ion ale Amprius pe bază de siliciu sunt mult mai mici (doar cu 10-50% mai multă stocare de energie decât grafitul), dar până acum rezultatele au fost suficient de încurajatoare încât să sugereze că siliciul ar putea juca foarte bine un rol important în alimentarea dispozitivelor noastre de calcul mobile – și, poate curând.
Recomandările editorilor
- Cum să aveți grijă de bateria laptopului și să prelungiți durata de viață a acestuia
Îmbunătățește-ți stilul de viațăDigital Trends îi ajută pe cititori să țină cont de lumea rapidă a tehnologiei cu toate cele mai recente știri, recenzii distractive despre produse, editoriale perspicace și anticipări unice.
