Brez dvoma bi vsi imeli koristi od daljše življenjske dobe baterije v naših prenosnikih, hibridih in drugih prenosnih napravah. Na žalost, trenutni litij-ionska baterija (LIB) je skoraj dosegel svoj potencial in edini način za podaljšanje časa delovanja brez napajanja v naših prenosnih napravah je izdelava večjih baterij. Vendar pa je to težko izvedljiva rešitev v industriji, kjer je lažja in vitkejša oprema zelo zaželena. Potrebujemo nekaj novega; način za znatno povečanje zmogljivosti shranjevanja, ne da bi morali izdelovati večje naprave za shranjevanje energije.
Priporočeni videoposnetki
Pred kratkim je Pacifiški severozahodni nacionalni laboratorij Ministrstva za energijo se je domislil novega zasuka na litij-ionski bateriji, ki lahko domnevno shrani "vsaj" dvakrat več energije kot običajna hibridna ali prenosna baterija. V tem primeru metoda vključuje uporabo gobi podobnega silicija. Opravljeni so bili tudi drugi predlagani »preboji« za izboljšanje baterije, vendar se lahko zgodijo ali pa tudi ne, in so v najboljšem primeru čez leta. Vendar ta ni samo zelo verjeten, ampak tudi razmeroma neboleč za uporabo.
Zakaj silicij?
Trenutno skoraj vse LIB uporabljajo grafitne elektrode za shranjevanje in odvajanje energije. Ti običajni LIB-ji shranijo kar 10-krat manj energije kot zmorejo elektrode na osnovi silicija. Medtem ko so matematične formule zapletene, bi vam v popolnem svetu baterija na osnovi silicija dala 10-krat več energije. Vendar glede na vse ostalo, kar zahteva premislek, kot je kemija baterije, silicijeve elektrode (včasih imenovane anodas) lahko podvoji ali po možnosti potroji zmogljivost shranjevanja energije glede na trenutni standard.
Težava pri uporabi silicija v preteklosti je bila, da bi absorbiral veliko preveč litijevih ionov (potrebne so za shranjevanje in pomoč pri ustvarjanju energije), pri čemer se pogosto razširijo za kar 400 odstotkov mase polnjenje. Kot si lahko predstavljate, je to povzročilo najrazličnejše težave, vključno z (vendar ne omejeno na) zlomom ohišja baterije. Bilo je preprosto neizvedljivo - dokler ni pacifiški severozahodni nacionalni laboratorij Ministrstva za energijo pripravil silicijeve elektrode, imenovane "mezoporozna silikonska goba”, ki se razširi le za dobrih 30 odstotkov.
Preprosto povedano, mezoporozna silikonska goba je kos silicija, perforiran z luknjami. Ko absorbira litijeve ione, namesto da bi se razširil navzven, silicij poveča svojo maso tako, da zapolni luknje. S 30-odstotno mejo razširitve vsebuje elektroda na osnovi silicija koncentracijo energije okoli 750 mAh na gram ali približno dvakrat več kot elektrode na osnovi grafita. Poleg tega so se silikonske elektrode izkazale za prožne – prototipna baterija je po 1000 polnjenjih ohranila 80 odstotkov svoje zmogljivosti.
Kdaj bomo videli te nove baterije?
Naslednji logični korak pacifiškega severozahodnega nacionalnega laboratorija Ministrstva za energijo bi bil izdelava večjega prototipa – morda nečesa dovolj velikega, da bi lahko napajalo glavno mobilno napravo. Medtem, medtem ko čakamo, da vladni znanstveniki nadaljujejo z razvojem tehnologije, bo startup podjetje iz Silicijeve doline z imenom "Amprius” trenutno dela tudi na njihovem razvoju in komercializaciji.
Res je, da so Ampriusove stopnje absorpcije litij-ionske energije na osnovi silicija precej nižje (samo 10–50 odstotkov več shranjevanja energije kot grafit), vendar je do zdaj Rezultati so bili dovolj spodbudni, da kažejo, da bi lahko silicij zelo dobro igral pomembno vlogo pri napajanju naših mobilnih računalniških naprav – in morda kmalu.
Priporočila urednikov
- Kako skrbeti za baterijo vašega prenosnika in podaljšati njeno življenjsko dobo
Nadgradite svoj življenjski slogDigitalni trendi bralcem pomagajo slediti hitremu svetu tehnologije z vsemi najnovejšimi novicami, zabavnimi ocenami izdelkov, pronicljivimi uvodniki in enkratnimi vpogledi v vsebine.
