Η ιδανική αντικατάσταση για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου-; Μπορούν οι μπαταρίες ψευδαργύρου με βάση το νερό- να το κάνουν αυτό;
Μετά την ανάπτυξη μιας μπαταρίας λιθίου-με βάση το νερό πέρυσι, το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ ανέπτυξε μια μπαταρία ψευδαργύρου-με βάση το νερό. Μπορεί να εμπορευματοποιηθεί αυτή τη φορά;
Αμερικανοί ερευνητές ανέπτυξαν μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία ψευδαργύρου-με βάση το νερό, η οποία όχι μόνο έχει υψηλή χωρητικότητα, μεγάλη διάρκεια ζωής, αλλά είναι επίσης ασφαλέστερη και αναμένεται να είναι ιδανική αντικατάσταση για τις ευρέως χρησιμοποιούμενες μπαταρίες ιόντων λιθίου- .
Για τις μπαταρίες, το μικρό μέγεθος, η μεγάλη χωρητικότητα, η μεγάλη διάρκεια ζωής, η υψηλή ασφάλεια και το χαμηλό κόστος κατασκευής αποτελούν ιδανικές απαιτήσεις ποιότητας, αλλά οι μπαταρίες που ενσωματώνουν αυτά τα χαρακτηριστικά είναι ακόμα δύσκολο να βρεθούν. Πάρτε για παράδειγμα τις μπαταρίες λιθίου που χρησιμοποιούνται ευρέως σε ηλεκτρονικά προϊόντα ευρείας κατανάλωσης. Αν και είναι αξιοσημείωτα από άποψη χωρητικότητας, όγκου και διάρκειας ζωής, ο κίνδυνος έκρηξής τους έχει επικριθεί από πολλούς ανθρώπους.
Αυτή τη φορά, μια ερευνητική ομάδα που αποτελείται από ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, το Ερευνητικό Εργαστήριο Στρατού και το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας συνδύασε την παραδοσιακή τεχνολογία μπαταριών ψευδαργύρου με την τεχνολογία μπαταριών νερού για να αναπτύξει μια μπαταρία μεγαλύτερης χωρητικότητας και ασφαλέστερη. επαναφορτιζόμενη μπαταρία. Χρησιμοποίησαν έναν νέο τύπο υδατικού ηλεκτρολύτη για να αντικαταστήσουν τον εύφλεκτο οργανικό ηλεκτρολύτη που χρησιμοποιείται στις παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου-, κάτι που βελτίωσε σημαντικά την ασφάλεια της μπαταρίας. και με την προσθήκη μεταλλικού ψευδαργύρου και την προσθήκη αλατιού στον ηλεκτρολύτη, βελτιώθηκε αποτελεσματικά η ενεργειακή πυκνότητα της μπαταρίας.
Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι οι μπαταρίες ψευδαργύρου είναι ασφαλείς και σχετικά φθηνές στην παραγωγή, αλλά δεν είναι τέλειες λόγω της χαμηλής ενεργειακής τους πυκνότητας και της μικρής διάρκειας ζωής τους. Η νέα μπαταρία ψευδαργύρου-με βάση το νερό ξεπερνά αυτά τα μειονεκτήματα της παραδοσιακής μπαταρίας ψευδαργύρου, η οποία όχι μόνο βελτιώνει σημαντικά την ενεργειακή πυκνότητα της μπαταρίας, αλλά και παρατείνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Σε σύγκριση με τις μπαταρίες λιθίου, οι μπαταρίες ψευδαργύρου με βάση το νερό-δεν είναι μόνο συγκρίσιμες σε ενεργειακή πυκνότητα, αλλά είναι επίσης πολύ πιο ασφαλείς, χωρίς κίνδυνο έκρηξης ή πυρκαγιάς.
Οι ερευνητές είναι σίγουροι για τις προοπτικές εμπορευματοποίησης της νέας μπαταρίας ψευδαργύρου-με βάση το νερό. Είπαν ότι ο νέος τύπος μπαταρίας τελικά όχι μόνο θα χρησιμοποιηθεί σε ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης και θα γίνει ισχυρός ανταγωνιστής των μπαταριών λιθίου, αλλά επίσης θα χρησιμοποιηθεί σε ακραία περιβάλλοντα όπως το διάστημα και η βαθιά θάλασσα, και θα είναι χρήσιμο στην αεροδιαστημική, βαθιά{ {1}}εξερεύνηση θάλασσας και άλλα πεδία.
Τα σχετικά ερευνητικά αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο τελευταίο τεύχος του περιοδικού Nature Materials.
Στην πραγματικότητα, ήδη από τον περασμένο Σεπτέμβριο, ερευνητές στο Ερευνητικό Εργαστήριο Στρατού των ΗΠΑ (ARL) και στο Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ ανέπτυξαν για πρώτη φορά μπαταρίες ιόντων λιθίου{{0}} χρησιμοποιώντας ένα νερό-αλάτι λύση ως ηλεκτρολύτη που θα μπορούσε να επιτύχει το απαιτούμενο επίπεδο οικιακών ηλεκτρονικών συσκευών όπως φορητούς υπολογιστές. 4,0 βολτ χωρίς τον κίνδυνο πυρκαγιάς και έκρηξης που κάνουν ορισμένες εμπορικά διαθέσιμες μπαταρίες ιόντων λιθίου, μη-υδατικού-.
Σύμφωνα με τον Δρ Kang Xu, ερευνητή της ARL που ειδικεύεται στην ηλεκτροχημεία και την επιστήμη των υλικών και κύριος συγγραφέας της μελέτης, αυτή η τεχνολογία θα παρέχει στους στρατιώτες μια απολύτως ασφαλή και ευέλικτη μπαταρία ιόντων λιθίου- με την ίδια ενέργεια με το λιθίου SOA{ {1}}πυκνότητα μπαταριών ιόντων. Ακόμη και υπό σοβαρή μηχανική κατάχρηση, η μπαταρία παραμένει απαλλαγμένη από κινδύνους πυρκαγιάς και έκρηξης.
Σχόλια: Το σύστημα-που βασίζεται στο νερό έχει σημαντική επίδραση στη βελτίωση της ασφάλειας της μπαταρίας. Από μπαταρίες στερεάς-κατάστασης έως μπαταρίες γραφενίου έως μπαταρίες ψευδαργύρου με βάση το νερό-, πάντα αναδύονται νέες ιδέες για μπαταρίες, αλλά μέχρι στιγμής σε πρακτικές εφαρμογές , δεν υπάρχει κανένα είδος μπαταρίας που να μπορεί πραγματικά να κάνει σημαντική ανακάλυψη και συνειδητοποιήσουν την εκβιομηχάνιση. Μπορεί να δοθεί προσοχή στη νέα τεχνολογία μπαταριών, αλλά αυτές οι αποκαλούμενες-νέες τεχνολογίες είναι περισσότερο μια ιδέα διαφημιστικής εκστρατείας και η βιομηχανία θα πρέπει να δώσει μεγαλύτερη προσοχή στο εάν η νέα τεχνολογία έχει τις προϋποθέσεις για εκβιομηχάνιση στο εγγύς μέλλον.
