Nowa generacja akumulatorów litowo-metalowych. To może być przełom w rozwoju elektrycznych samochodów14.05.2021

Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda podkreślają, że opatentowany przez nich projekt może być ładowany nawet 15 tysięcy razy. 

Rozwój samochodów elektrycznych to jeden z najważniejszych trendów współczesnego transportu. Choć wiele mówi się o tym, że nowoczesne pojazdy są bardziej ekologiczne od tych spalinowych, wciąż nie są w stu procentach przyjazne środowisku. Największym problemem, na jaki zwracają uwagę eksperci, pozostaje niedoskonała technologia stojąca za akumulatorami litowo-jonowymi służacymi do ich zasilania. Według nich są zbyt drogie w produkcji, a czas ich całkowitego ładowania nadal pozostaje długi. Za szybko się również zużywają, dlatego allternatywą dla nich mają być akumulatory litowo-metalowe, które różnią się od tych istniejących ultracienką powłoką służącą jako anoda. Gwarantuje ona dwukrotnie większą gęstość energii oraz mniejszą łatwopalność, ale charakteryzuje się też mniejszą żywotnością.

Nad problemem, który przez dłuższy czas pozostawał nierozwiązany, pochylili się naukowcy z John A. Paulson School of Engineering and Applied Science (SEAS), instytucji stacjonującej przy amerykańskim Uniwersytecie Harvarda.

– Badając fundamentalną termodynamikę baterii litowo-metalowych, możemy odblokować ich wyższą wydajność i wyeksponować drzemiący w niej potencjał – tłumaczy Xin Li, profesor materiałoznawstwa. Największym wyzwaniem dla jego zespołu było opracowanie właściwego prototypu akumulatorów. Aby mu sprostać, w projekcie umieszczono materiały o różnej stabilności pomiędzy anodą a katodą. Jego wielowarstwowość zapobiega przenikaniu dendytów litu, czyli struktur przypominających igły, które mogą powodować zwarcia. Amerykanie przyrównali budowę baterii do kanapki składającej się z wielu składników – bułki, sałaty, pomidorów i bekonu. 

Wytrzymałość akumulatora sprawia, że może być ponownie ładowany nawet 15 tysięcy razy, dzięki czemu zasili jeden normalnie użytkowany samochód elektryczny przez 15 lat. – Elastyczność i wszechstronność naszej konstrukcji sprawia, że jest potencjalnie kompatybilna z procedurami masowej produkcji w przemyśle akumulatorowym. Skalowanie go do komercyjnej formy nie będzie łatwe, bo stoją przed nami różne praktyczne wyzwania, ale wierzymy, że uda się je przezwyciężyć – dodaje Li. 

Ze szczegółowym omówienieniem projektu badaczy z SEAS można zapoznać się na łamach specjalistycznego periodyku „Nature”