reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© Evertiq Komponenty | 28 stycznia 2019

Lekkie i wytrzyma艂e akumulatory dzi臋ki sta艂emu elektrolitowi

Nowy elektrolit opracowany przez naukowc贸w z Uniwersytetu Michigan jest obiecuj膮c膮 technologi膮, nios膮c膮 wiele korzy艣ci, szczeg贸lnie w sferze wytrzyma艂o艣ciowej i mechanicznej. Akumulatory s膮 trwa艂e, o pojemno艣ci por贸wnywalnej z odpowiednikami litowymi. Nie s膮 jednak wolne od kilku ma艂ych wad.
Naukowcy z Uniwersytetu Michigan, inspiruj膮c si臋 natur膮 opracowali elektrolit w formie sta艂ej (鈥瀞olid state electrolyte鈥). Elektrolit ten jest w stanie bardzo efektywnie transportowa膰 jony cynku, pozostaj膮c jednocze艣nie bardzo wytrzyma艂y strukturalnie, zdolny oprze膰 si臋 r贸偶nym deformacjom elastycznym i plastycznym. Szczeg贸艂y tej technologii zosta艂y przedstawione w publikacji pod tytu艂em 鈥濨iomimetic Solid-State Zn2+ Electrolyte for Corrugated Structural Batteries鈥, kt贸ra pojawi艂a si臋 w ACS Nano. Opisano tam lekkie akumulatory 艂adowalne Zn/Zn+2, oparte na tej technologii, kt贸re cechuje du偶a wytrzyma艂o艣膰 i bezpiecze艅stwo. Sta艂y elektrolit jest efektem pr贸by na艣ladowania mechanicznych i elektrycznych w艂a艣ciwo艣ci chrz膮stki stawowej, znanej ze swojej w艂贸knistej zawarto艣ci, wysokiej spr臋偶ysto艣ci deformacyjnej oraz 艣wietnej przewodno艣ci jonowej. Zn2+ to sta艂y i niekoroduj膮cy zwi膮zek elektrolityczny z艂o偶onyze zoptymalizowanej mieszanki nano-w艂贸kien aramidowych (BNA) sk艂adaj膮cych si臋 na cz臋艣膰 mechaniczn膮 oraz poli(tlenku etylenu) (PEO) i cynku Zn(CF3SO3)2 jako sk艂adowa odpowiedzialna za transport jon贸w. BANF replikuje w艂贸knist膮 struktur臋 chrz膮stki stawowej. S艂u偶膮 one jako wysoce wytrzyma艂e komponenty elektrolitu kompozytowego, na艣laduj膮c kolagenowe nano-w艂贸kna chrz膮stki, rozga艂臋ziaj膮ce si臋 od g艂贸wnego trzonu o 艣rednicy 200-300 nm, w 5-6 punkt贸w wid艂owych, kt贸rych ga艂臋zie maj膮 50-100 nm. Sam za艣 zwi膮zek (PEO) i Zn(CF3SO3)2 naukowcy przyr贸wnali (je艣li chodzi o w艂a艣ciwo艣ci) do mi臋kkiej, proteoglikanowej naturalnej cz臋艣ci chrz膮stki. Naukowcy optymalizowali ca艂膮 mieszank臋 PEO, cynku oraz mikstury BANF (PZB), w odniesieniu do przewodnictwa jon贸w Zn i w艂a艣ciwo艣ci mechanicznych, uzyskuj膮c wsp贸艂czynnik: 9:3:1. Powsta艂y w ten spos贸b elektrolit oznaczono symbolem PZB-931. Prototyp akumulatora poddawano te偶 r贸偶nym testom mechanicznym, w tym odkszta艂ceniom, formowaniu, stemplowaniu, a tak偶e ci臋ciu i k艂uciu (bez przebicia). Nie wykazano zbytniego wp艂ywu na ich dzia艂anie. Ponadto, odpowiednie ich odkszta艂cenie mo偶na wykorzysta膰, by sta艂y si臋 elementami np. pokryw dron贸w lub innych element贸w konstrukcyjnych, jak podaj膮 naukowcy. Niezwyk艂e w艂a艣ciwo艣ci mechaniczne tych baterii 艂膮cz膮 si臋 z du偶ymi mo偶liwo艣ciami je艣li chodzi o ilo艣膰 przechowywanych 艂adunk贸w, co mo偶na por贸wna膰 do tego, co oferuj膮 cienkowarstwowe technologie litowe. Nowe akumulatory mog膮 wi臋c dobrze odnale藕膰 si臋 w wielu aplikacjach, ze wzgl臋du na mo偶liwo艣膰 przystosowania ich do r贸偶nych warunk贸w pracy, element贸w konstrukcyjnych, nawet tych pofalowanych, zachowuj膮c przy tym ma艂膮 wag臋. Niestety maj膮 te偶 swoj膮 wad臋, dlatego p贸ki co 艣wietnie odnajduj膮 si臋 jako wt贸rne (drugie) 藕r贸d艂o zasilania. Powodem jest to, 偶e nie s膮 w stanie si臋 tak szybko roz艂adowywa膰 i 艂adowa膰, jak ich odpowiedniki litowo-jonowe. Jednocze艣nie naukowcy obiecuj膮, 偶e b臋d膮 kontynuowa膰 prac臋, by opracowa膰 lepsz膮 elektrod臋, kt贸ra mog艂aby poprawi膰 pr臋dko艣膰 i trwa艂o艣膰 akumulator贸w cynkowych. Inn膮 bowiem ich niedoskona艂o艣ci膮 jest to, 偶e po oko艂o 100 cyklach 艂adowania/roz艂adowania trac膮 oko艂o 10% swojej pojemno艣ci.
reklama
reklama
Za艂aduj wi臋cej news贸w
February 19 2019 00:19 V12.2.0-1