Owoc granatu a akumulator litowo-jonowy
|
InspirujÄ…c siÄ™ owocem granatu, naukowcy z Uniwersytetu Stanforda i Centrum Liniowego Akceleratora Stanforda udoskonalili akumulator litowo-jonowy. Zbudowali oni anodÄ™, która zawiera nanoczÄ…stki krzemu umieszczone w twardej wÄ™glowej Å‚usce. Projekt ten może umożliwić powstanie mniejszych, lżejszych, nadajÄ…cych siÄ™ do powtórnego Å‚adowania baterii do elektrycznych samochodów, telefonów komórkowych i innych urzÄ…dzeÅ„.
W swoich badaniach naukowcy użyli anod krzemowych. Obecnie anody krzemowe w akumulatorach litowo-jonowych mogÄ… gromadzić 10 razy wiÄ™cej Å‚adunku elektrycznego niż anody grafitowe, lecz majÄ… one również poważne wady: kruchy krzem pÄ™cznieje i odpada podczas Å‚adownia i wchodzi w reakcjÄ™ z elektrolitem tworzÄ…c maź, która pokrywa anodÄ™ i pogarsza jej dziaÅ‚anie. W ciÄ…gu ostatnich 8 lat, naukowcy radzili sobie z tym problemem używajÄ…c krzemowych nanodrutów lub nanoczÄ…stek, które sÄ… zbyt maÅ‚e by poÅ‚amać siÄ™ na jeszcze mniejsze kawaÅ‚ki, a także zamykajÄ…c nanoczÄ…stki w wÄ™glowych skorupkach, które byÅ‚y na tyle duże, by nanoczÄ…stki mogÅ‚y w nich pÄ™cznieć, a nastÄ™pnie kurczyć siÄ™ podczas Å‚adowania.
Ostatnio naukowcy udoskonalili metodÄ™ tworzenia anod krzemowych. UżywajÄ…c popularnej w przemyÅ›le naftowym, lakierniczym i kosmetycznym metody mikroemulsji poÅ‚Ä…czyli zawierajÄ…ce nanoczÄ…stki krzemu wÄ™glowe skorupki w grupy. KażdÄ… grupÄ™ pokryli drugÄ…, grubszÄ… warstwÄ… wÄ™gla. Powierzchnia każdej wÄ™glowej Å‚uski jako caÅ‚oÅ›ci to zaledwie jedna dziesiÄ…ta powierzchni poszczególnych czÄ…stek. DziÄ™ki temu dużo mniejsza powierzchnia jest narażona na dziaÅ‚anie elektrolitu, co ogranicza ilość tworzÄ…cej siÄ™ mazi. Chociaż Å‚uski sÄ… zbyt maÅ‚e żeby zobaczyć je osobno, razem tworzÄ… miaÅ‚ki czarny proszek, który może być użyty do pokrycia kawaÅ‚ka folii i stworzenia anody. Jak mówi Yi Cui, profesor nadzwyczajny z Uniwersytetu Stanforda, nawet po 1000 cyklach Å‚adowania i rozÅ‚adowania pojemność anody wynosi 97%.
Przed wprowadzeniem anod na rynek, zespóÅ‚ Cui bÄ™dzie musiaÅ‚ rozwiÄ…zać jeszcze 2 problemy: należy uproÅ›cić proces produkcyjny i znaleźć taÅ„sze źródÅ‚o nanoczÄ…stek krzemu. Jednym z potencjalnych źródeÅ‚ sÄ… Å‚uski ryżowe, które nie nadajÄ… siÄ™ do spożycia przez ludzi i sÄ… dostÄ™pne w dużych iloÅ›ciach, a dwutlenek krzemu stanowi 20 % ich wagi. Co ważne, dość Å‚atwo mogÄ… zostać przeksztaÅ‚cone w czyste nanoczÄ…stki krzemu.
ŹródÅ‚o artykuÅ‚u: www.nanonet.pl www.sciencedaily.com
ŹródÅ‚o ilustracji: www.commons.wikimedia.org
Czy wiesz, że ...
Silnik samochodu osobowego wykorzystuje ok. 30% energii zawartej w benzynie. Jedno z zadaÅ„ badawczych projektu NanoMat jest opracowanie technologii ogniw paliwowych o wydajnoÅ›ci ok. 80% (zamiast 100 kilometrów przejedziemy 267 km !!!).
więcej informacji
Obszary badań i rozwoju
