Wissenschaftler liefern eine langlebigere Lithium-Sauerstoff-Batterie

Kategorie: Klimawandel Gesendet 23. August

Mehr Energie in Batterien zu packen ist der Schlüssel zur Bereitstellung von Elektroautos mit größerer Reichweite, Smartphones, die Tage halten können – und überall billigeren elektronischen Produkten.

Das Versprechen: Lithium-Sauerstoff-Batterien stellen einen der vielversprechenderen Wege in diese Richtung dar. Sie könnten die Energiedichte gegenüber herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien um eine Größenordnung steigern – zumindest theoretisch. In einem Papier heute veröffentlicht in Wissenschaft , haben Forscher der University of Waterloo Wege gefunden, um einige der größten Hürden bei der Umsetzung dieses Potenzials in die kommerzielle Realität zu überwinden.

Die Herausforderung: Ein kritisches Problem war, dass beim Entladen einer Lithium-Sauerstoff-Batterie Sauerstoff in Superoxid und dann in Lithiumperoxid umgewandelt wird, reaktive Verbindungen, die die Komponenten der Batterie mit der Zeit korrodieren. Das wiederum schränkt seine Wiederaufladefähigkeit ein – und jeden Nutzen in der realen Welt.

Der Vorschuss: Um das Problem zu umgehen, wechselten die Forscher von einer Kohlenstoffkathode zu einer Kathode aus Nickeloxid, die von einem Edelstahlgitter getragen wird. Sie verwendeten auch geschmolzenes Salz für den Elektrolyten – den Teil der Batterie, der es positiv geladenen Ionen ermöglicht, sich zwischen den Elektroden zu bewegen – und erhöhten die Betriebstemperatur der Batterie auf 150 °C.

Diese Schritte ermöglichten es, etwa dreimal so viele Ladezyklen wie frühere Lithium-Sauerstoff-Bemühungen zu erreichen. Außerdem gelang es den Forschern, die Energie pro Masseneinheit um mehr als 50 Prozent zu steigern.

Diese Entdeckung hebt immense Möglichkeiten hervor ... neue Batterietechnologien zu ermöglichen, die potenziell mit Lithium-Ionen-Batterien und anderen Speichertechnologien konkurrieren können, schreiben MIT-Forscher ein Begleitstück .

Warte darauf ... : Aber der Fortschritt im Batteriebereich ist unglaublich langsam, und es dauert viele Jahre, bis vielversprechende Fortschritte im Labor in die kommerzielle Arena einziehen (siehe Advance verdoppelt die Langlebigkeit von Hochenergiebatterien für Elektroautos). viel mehr Lebenszyklen zu erreichen, um mit Produkten auf dem heutigen Markt konkurrieren zu können.

Linda Nazar , eine Mitautorin der Studie, betont, dass die Forscher kein praktisches Design für die kommerzielle Produktion von Lithium-Sauerstoff-Batterien bereitgestellt haben, von dem sie sagt, dass es mehr als 15 Jahre entfernt ist.

Wir sind vielleicht unendlich weit von der Kommerzialisierung entfernt – da unsere Batterie entworfen wird – aber was noch wichtiger ist, dieses Konzept wird hoffentlich zu neuen Designs führen, die uns dorthin bringen können, sagte sie in einer E-Mail.