Οι μπαταρίες λιθίου-θείου θα μπορούσαν να εκραγούν την αυτονομία των smartphone σε 5 ημέρες

Phonandroid : actu Android et High-tech

Μετατόπιση. ο 7 Ιανουαρίου 2020 στις 21 ώρες και 32 λεπτά

Μια μπαταρία θείου λιθίου που κατασκευάζεται από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Monash (Αυστραλία) επιτυγχάνει ένα άνευ προηγουμένου άλμα στην απόδοση αποθήκευσης ενέργειας. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των ερευνητών, αυτό θα μπορούσε να επιτρέψει στα smartphone να διαρκέσουν 5 ημέρες και τα ηλεκτρικά οχήματα να ξεπεράσουν τα 1000 χλμ. Αυτονομίας.

Ο καθηγητής Matthew Hill, ο Δρ Mahdokht Shaibani και ο καθηγητής Mainak Majumder από το Πανεπιστήμιο Monash δείχνουν ένα πρωτότυπο των τυμπάνων τους / Συντελεστές: Πανεπιστήμιο Monash

Από την εφεύρεσή τους μεταξύ των αρχών της δεκαετίας του 1970 και του τέλους της δεκαετίας του 1980, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου επέτρεψαν την εξαιρετική ανάπτυξη σε κινητές και ενσωματωμένες τεχνολογίες, από smartphone έως ηλεκτρικά αυτοκίνητα και βιομηχανική αποθήκευση ενέργειας. Ωστόσο, αυτοί οι συσσωρευτές πάσχουν από πολλά προβλήματα: πρώτα απ ‘όλα έχουν μια ενοχλητική τάση να σχηματίζουν δενδρίτες – κρύσταλλους που καταλήγουν να παρακάμπτουν την άνοδο και την κάθοδο προκαλώντας υπερθέρμανση ή ακόμα και εκρήξεις – και η διάρκεια ζωής τους είναι επομένως περιορισμένος.

Στη συνέχεια, για αρκετά χρόνια φτάσαμε σε ένα όριο όσον αφορά την ενεργειακή πυκνότητα: έχοντας περισσότερη αυτονομία συνεπώς σημαίνει ενσωμάτωση μεγαλύτερων και βαρύτερων μπαταριών φυσικά. Στη βιομηχανία smartphone, οι κατασκευαστές μπορούν λίγο πολύ να μεγιστοποιήσουν το μέγεθος που είναι διαθέσιμο στις συσκευές τους, βελτιστοποιώντας ταυτόχρονα την κατανάλωση ενέργειας για να επιτύχουν κέρδη αυτονομίας από γενιά σε γενιά – ακόμα και αν τα τελευταία είναι περισσότερα επιπλέον οριακό.

Από την άλλη πλευρά, τα ηλεκτρικά οχήματα περιορίζονται από το βάρος που μπορούν να μεταφέρουν: πέρα ​​από ένα ορισμένο όριο, η κατανάλωση των κινητήρων καταργεί την αύξηση της χωρητικότητας των συσσωρευτών λόγω του βάρους τους. Ωστόσο, για χρόνια, αναμένεται ότι οι ερευνητές θα βρουν τελικά μια λύση για την πρόοδο στην ενεργειακή πυκνότητα και ασφάλεια. Έχουμε δει πολλές προσεγγίσεις να διαμορφώνονται.

Το πρόβλημα της βιομηχανικής κατασκευής

Πρώτον, μιλάμε για αυτό τακτικά, υπάρχει γραφένιο, ένα πολύ υποσχόμενο υλικό, αλλά η κατασκευή του οποίου για αυτές τις εξαιρετικά βιομηχανικές εφαρμογές δεν έχει ακόμη αναπτυχθεί. Υπάρχουν επίσης μπαταρίες στερεάς κατάστασης, οι οποίες επιτρέπουν τη χρήση καθαρών ηλεκτροδίων λιθίου (επιτρέποντας μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα) και εμποδίζουν το σχηματισμό δενδριτών χάρη σε έναν στερεό ηλεκτρολύτη.

Αν και ανακοινώθηκε εδώ και χρόνια, καμία από αυτές τις λύσεις δεν έχει φτάσει ακόμη στην αγορά. Αυτό μπορεί να φανεί αρκετά άμεσα με το παράδειγμα του γραφενίου, το οποίο είναι απλά πολύ περίπλοκο για την κατασκευή εντός των απαιτούμενων περιθωρίων ποιότητας. Αν και η Samsung θα μπορούσε να παράγει τέτοιες μπαταρίες φέτος. Στο δεύτερο παράδειγμα, οι δυσκολίες βιομηχανικής κατασκευής φαίνεται επίσης να αποτελούν μέρος της εξίσωσης. Επομένως, προφανώς, κάθε νέα πρόοδος στον τομέα των μπαταριών θα συναντήσει τα ίδια ερωτήματα και η πτυχή της «βιομηχανικής σκοπιμότητας» είναι τόσο σχετική με την ίδια την τεχνολογία.

Και εδώ είναι που οι μπαταρίες λιθίου-θείου θα μπορούσαν να βγουν από το παιχνίδι. Οι πανεπιστημιακοί ερευνητές έχουν αναπτύξει την πιο αποτελεσματική μπαταρία λιθίου-θείου που δημιουργήθηκε ποτέ: θα μπορούσε να επιτρέψει, σύμφωνα με τους υπολογισμούς των ερευνητών, να πολλαπλασιαστεί την αυτονομία των smartphone έως και πέντε φορές. Τα πρωτότυπα έχουν ήδη αναπτυχθεί στη Γερμανία και οι ερευνητές εξηγούν ότι κατά τη διάρκεια του 2020, θα πραγματοποιηθούν δοκιμές για να συμπεριληφθεί η μπαταρία τους σε ηλεκτρικά οχήματα και για αποθήκευση ενέργειας.

Χαμηλού κόστους και φιλική προς το περιβάλλον κατασκευή;

Ακόμα πιο ενδιαφέρον: οι ερευνητές υπέβαλαν δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τη βιομηχανική κατασκευή αυτών των μπαταριών. “Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Monash προτίθενται να διαθέσουν στην αγορά την πρώτη πιο αποτελεσματική μπαταρία λιθίου-θείου (Li-S) στον κόσμο, η οποία θα μπορούσε να ξεπεράσει τους σημερινούς ηγέτες της αγοράς περισσότερο από τέσσερις φορές και να τροφοδοτήσει την Αυστραλία και άλλες παγκόσμιες αγορές στο μέλλον », εξηγήστε τους ερευνητές.

Διαβάστε επίσης: Η IBM εφευρίσκει μια οικολογική μπαταρία χωρίς βαρέα μέταλλα χάρη στο θαλασσινό νερό

Οι ερευνητές επιμένουν επίσης στην απόδοση της τεχνολογίας τους “Μειωμένο κόστος κατασκευής”, υλικά “Αφθονος”, μια διαδικασία κατασκευής “Απλός” και μειωμένο περιβαλλοντικό αποτύπωμα. Αυτό περιλαμβάνει διεργασίες κατασκευής που χρησιμοποιούν νερό και όχι ρύπους διαλύτες. Περιμένουμε ανυπόμονα να μάθουμε περισσότερα, ιδίως σχετικά με το αποτέλεσμα των δοκιμών που θα διεξαχθούν φέτος στην Αυστραλία.

Πηγή: Πανεπιστήμιο Monash