Od električnih vozila na bežične ušne ušiju, tradicionalne litijum-jonske baterije snagu naše svakodnevno živote dok brzo cene i čuvaju mnoštvo energije. Međutim, oni se oslanjaju na rešenje poznato kao tečni elektrolit, koji može zapaliti ako je oštećena ili pregrejana.
Univerzitet Missouri istraživači mogu imati rešenje. Pomoćnik Profesore Matthias Ioung i tim shvataju kako da koriste čvrste elektrolite umesto tečnosti ili gelova da bi napravili čvrste baterije, koje su sigurnije i energetski efikasnije. „Razumevanje instalacije katodnog elektrolita u sistemima državne baterije preko 4D-stabljike“ objavljen je u naprednim energetskim materijalima.
„Kada čvrsti elektrolit dodirne katodu, reaguje i formira sloj interfaze koji je debljine oko 100 nanometara – 1.000 puta manjih od širine jedne ljudske kose“, rekao je mlad, koji ima zajedničko imenovanje u Mizsouovom fakultetu u Mizsouovom fakultetu i nauku. „Ovaj sloj blokira litijum jone i elektrone da se lako kreću, povećavajući otpornost i povrede performanse baterije.“
Razumevanje ovog problema sa čvrstim baterijama – i kako da se prevaziđete, ima verene naučnike više od decenije.
Ioung’s tim je rešio problem boljem razumevanjem osnovnog uzroka.
Korišćenje četvorodimenzionalne skeniranja prenosne elektronske mikroskopije (4D stabljika), istraživači su ispitali atomsku strukturu baterije bez da ga razdvojite – proboj za polje. Ovaj roman proces omogućio im je da dobiju osnovno razumevanje hemijskih reakcija koje se dešavaju u baterijama, na kraju utvrđuju da je sloj interfaza bio krivac.
Ioung’s Lab je specijalizovan za tanke filmove koje je formirao proces taloženja na pauzi poznatom kao opis oksidativnog molekularnog sloja (OMLD). Sada planira da testira da li mu je tanki filmski materijal u laboratoriji može formirati zaštitne premaze da spreče čvrsti elektrolit i katodni materijali da reaguju jedni sa drugima.
„Premazi moraju biti dovoljno mršavi da spreče reakcije, ali ne toliko debelo da blokiraju litijum-ion protok“, rekao je. „Cilj nam je da održimo karakteristike visokog performansi materijala za solidno elektrolit i katode. Naš cilj je da koristimo ove materijale zajedno bez žrtvovanja njihovog učinka radi kompatibilnosti.“
Ovaj pažljivo projektovani pristup na nivou nanoscale pomoći će da osigura da ovi materijali rade zajedno nepristojno prave čvrste baterije, korak bliže stvarnosti.
