Problém súčasných litium-ionových (Li-ion) batérií je, že čím viac nabíjacích cyklov absolvujú, tým menej efektívna v udržaní elektrónov sa stáva záporná elektróda. Vedci sľubujú zmenu.
Rôzni výskumníci pracovali roky na zvýšení kapacity energie, ktorú dokážu moderné Li-ion batérie uchovať a zároveň chceli znížiť váhu. Avšak výsledky boli zmiešané. Sľubný pokrok sa podarilo dosiahnuť pomocou vloženia kremíka do katódy, čo umožňuje udržať omnoho viac elektrónov ako súčasné zmesi oxidov. Avšak to vedie k fyzickému rozpínaniu kremíka až o 300% počas toho, ako je plnený elektrónmi. Následne sa zmršťuje, keď sú elektróny uvoľňované. Tieto cyklicky opakované pohyby vedú k popraskaniu a štiepeniu materiálu v priebehu pár nabíjacích cyklov.
Stanfordskí vedci Chao Wang a Hui Wu z Pekingskej Tsinghua University vyvinuli batériu, ktorá lieči samu seba. V skutočnosti nezabraňuje praskaniu, ale jednoducho praskliny okamžite opravuje. Tím zámerne oslabil zopár kľúčových spojov vo vnútri polyméru. Výsledok bolo, že tieto oslabené spoje ľahko praskli, avšak neskôr boli chemicky pritiahnuté späť jeden k druhému a spojili sa len čo sa k sebe priblížili. Tajomstvom je elastický polymér, ktorý obaľuje elektródu, drží ju pohromade a spontánne lieči drobné praskliny.
,,Zistili sme, že kremíkové elektródy vydržia 10 krát dlhšie keď sú pokryté samoliečivým polymérom, ktorý opravuje hocijaké praskliny behom pár hodín“, hovorí Stanfordský profesor Zhenan Bao, ktorý skupine vedcov pomohol vyvinúť polymér.
Ľavý obrázok: elektrónový mikroskop odhaľuje praskliny v obaľujúcom samoliečivom polyméri kvôli zväčšovaniu kremíkovej elektródy počas nabíjania. Pravý obrázok: o pár hodín neskôr už boli menšie praskliny ucelené
Chao Wang povedal: ,,Samoliečenie je veľmi dôležitá schopnosť pre prežitie a dlhý život zvierat a rastlín. My chceme preniesť túto schopnosť do Li-ion batérií tak, aby mohli mať tiež dlhú životnosť.“
Elektródy v súčasnosti vydržia pracovať korektne asi iba 100 nabíjacích cyklov. Tím dúfa, že sa im podarí zvýšiť toto číslo na 500 cyklov pre telefóny a 3000 cyklov pre elektrické vozidla budúcnosti.
Zdroj: gizmodo, sciencedaily