V závodě na zlepšení baterií poskytuje nanotechnologie naději

Jazdenka Škoda Octavia III (2012 - 2016) - TOPSPEED.sk (Smět 2019).

Anonim

V globálním závodě k vytvoření efektivnějších a dlouhodobějších baterií někteří sázejí na nanotechnologii - použití nepatrných částí - jako nejpravděpodobnější průlom.

Zlepšení výkonu baterií je klíčem k rozvoji a úspěchu mnoha technologií s velkou hygienou, od sluneční a větrné energie až po elektromobily. Musí držet více energie, vydrží déle, jsou levnější a bezpečnější.

Výzkum, jak toho dosáhnout, sleduje několik způsobů, jak používat různé materiály, než stávající lithium-iontové baterie, ke změně vnitřní struktury baterií pomocí nanočástic - tak malých, že jsou neviditelné volným prostorem.

Nanotechnologie může zvýšit velikost a povrch baterií elektrod, tyčí uvnitř baterií, které absorbují energii. To dělá tak, že účinně dělají elektrody houbovité, aby mohly absorbovat více energie během nabíjení a nakonec zvýšily kapacitu pro skladování energie.

Pražská společnost HE3DA vyvinula tuto technologii tak, že pomocí nanotechnologie se pohybuje od současných plochých elektrod, aby se staly trojrozměrnými. S prototypy, které prošly úspěšným testováním, doufá, že baterie bude na trhu na konci tohoto roku.

"V budoucnu to bude hlavním proudem, " řekl prezident Jan Procházka. Řekl, že bude zaměřen na vysoce náročné průmyslové odvětví, jako jsou automobily a energetika, spíše než na mobilní telefony, protože to je místo, kde může největší rozdíl způsobit použitím svých větších elektrod.

V kombinaci s vnitřním chladicím systémem by baterie, které jsou testovány nyní, měly být bezpečné před přehřátím nebo explodací, což je hlavní starostí s existujícími technologiemi.

Vědci z University of Michigan a MIT se rovněž zaměřili na nanotechnologii, aby zlepšili stávající lithium-iontovou technologii.

Jiní se snažili používat různé materiály. Jeden z nejslibnějších je lithium kyslík, který teoreticky mohl skladovat pět až desetinásobek energie lithium-iontové baterie, ale došlo k řadě technických problémů, které z něj činily neúčinné. Baterie na bázi sodíku, hliníku, vzduchu a hliníku jsou rovněž zkoumány. Existuje dokonce výzkum na baterii napájené močí.

Tesla Motors buduje 5 miliardy dolarů "gigafactory" na výrobu lithium-iontových baterií pro použití v elektrických vozidlech a potenciálně pro ukládání elektřiny do domácností. Nepoužívá žádné nové technologie, nicméně jen vyrábí velmi velké akumulátory a uvádí je na trh pro nové účely.

Efektivnější baterie jsou rozhodující pro zvýšení automobilového rozsahu, který je v současné době omezen v porovnání s tím, co mohou fosilní paliva poskytnout. V obnovitelné energii je zapotřebí výkonných baterií pro ukládání energie vytvářené solárními panely nebo větrnými elektrárnami, která se rozptýlí, když je odesílána na dlouhé vzdálenosti.

George Crabtree, vědecký pracovník Argonne National Laboratory ve Spojených státech a ředitel Společného centra pro výzkum energetického skladování, nazval nanotechnologický model "velmi zajímavou baterií".

"Není pochyb o tom, že zvýšení velikosti elektrod, které je dělá 3D namísto 2D by bylo velký krok vpřed. To je vlastně velmi správný cíl pro posunutí lithium-iontových baterií, " řekl. "Energie je uložena v elektrodě, takže jestliže dokážete vyrobit elektrody větší, řekněme 10x větší, pak můžete mít 10krát větší množství energie uložené na jednom náboji."

Společnost Procházka je součástí skupiny českých nanotechnologických společností, které získávají mezinárodní zájem. Výrobní závod HE3DA bude financován čínským investorem s počáteční investicí téměř 1, 5 miliardy korun (62 milionů dolarů), která se má zdvojnásobit.

menu
menu