Domů » Články » Technologické okénko: Samoléčící elektrody prodlouží životnost Li-Ion akumulátorů

Technologické okénko: Samoléčící elektrody prodlouží životnost Li-Ion akumulátorů

Současné smartphony se za poslední dobu dostaly na takovou úroveň, kdy už si nemůžeme stěžovat na nedostatek výpočetního výkonu. Podobně je na tom i zbytek funkční výbavy, nicméně jeden neduh naše kapesní počítače trápí neustále.

Řeč je o tristní výdrži a kapacitě akumulátorů, které pohání většinu spotřební elektroniky. Mezi tu nejlepší variantu komerčně dostupného zdroje energie patří Li-Ion akumulátory, které však ani zdaleka nedosahují takových hodnot, jaké by uspokojily potřeby většiny spotřebitelů. Na co jsou uživateli čtyř či osmijádrové procesory, displeje s ultrajemným rozlišením, fotoaparáty s desítkami megapixelů, když i ten nejdražší smartphone na trhu, si s plně nabitou baterií vystačí maximálně dva až tři dny.

 

Na tuto problematiku se zaměřují vědecké týmy po celém světě ve snaze najít řešení, jenž by vylepšilo stávající technologie pro skladování elektrické energie. Mězi tyto odvážlivce patří i vědci ze Standfordu a laboratoří SLAC, kteří přišli na způsob, který by mohl výrazně snížit postupné opotřebovávání Lithium-Iontových článků s křemíkovou anodou. Tato varianta energetického úložiště má oproti konvenčnímu typu s anodou vyrobenou z uhlíku tu výhodu, že na sebe dokáže navázat až desetkrát více lithia.

 

Pro zajímavost: Křemík tvoří téměř třetinu zemské kůry.

Bohužel postupným nabíjením a vybíjením dochází k porušení struktury křemíku, což má za následek vznik mikrotrhlin, které rapidně snižují absorbci elektronů. Tento nedostatek se vědcům podařilo eliminovat za pomoci nově vyvinutého polymeru, který hledá inspiraci v živých organismech. Regenerace je nesmírně důležitým prvkem pro přežití v přírodě, jelikož zvyšuje životnost všech živých tvorů a to včetně lidí.

  

Fotografie zachycující regenerační schopnosti speciálního polymeru na křemíkové elektrodě.

Speciální polymer vychází z výzkumu umělé kůže, která je primárně určena pro roboty. Ten má proti běžným typům slabší vazby a tudíž může dojít k jeho tříštění. Nicméně oddělené fragmenty mají tu vlastnost, že se vzájemně přitahují a během několika hodin dojde k zacelení vzniklých trhlin. Tímto způsobem vylepšené elektrody v současné době dokáží přežít kolem sta cyklů bez snížení kapacity, což je zatím značně vzdáleno plánovaným hodnotám.

 

Cílem je totiž dosáhnout zhruba pěti set plných cyklů pro akumulátory používané v chytrých telefonech a 3000 cyklů pro články určené do hybridních automobilů. Je těžké soudit, zda je tato cesta tím správným směrem, jak zlepšit výdrž produktů napájených elektrickou energií či nikoliv. Skladování elektřiny je pro lidstvo jedním z nejvíce problematických témat a proto je jakýkoliv výzkum v tomto ohledu jasným přínosem.

Richard Streit

Redaktor serveru SMARTmania.cz, fanoušek mobilní a výpočetní techniky. Vyznává a aktivně provozuje adrenalinové sporty. Mezi další zájmy patří hudba, příroda a moderní vědy. Jeho velkou vášní je Apple a partnerský web CeskyMac.cz.
Sledování diskuze
Upozornit na
guest
8 Komentáře
nejstarší
nejnovější nejlépe hodnocené
Inline Feedbacks
View all comments