Istraživači sa MIT-a kažu da su stvorili novi materijal koji će utrti put bržem punjenju baterija.
Povećana potražnja za poboljšanim uređajima za skladištenje elektrohemijske energije – to jest baterijama – proizilazi iz širokog spektra tehnologije. To uključuje električna vozila, opštinske rezervne sisteme za napajanje koji zahtevaju neprekidno napajanje tokom privremenih nestanka, i razne druge primene u poljoprivrednom, biomedicinskom i odbrambenom sektoru.
Efikasnije baterije će doprineti povećanju zahteva za zelenijom, održivom budućnošću.
Ali najsavremenija tehnologija baterija ima nekoliko nedostataka. Jedan je dužina vremena potrebnog za punjenje baterija. Još jedan izazov, kao što je navedeno u izveštaju istraživača MIT-a u časopisu Joule, je dizajniranje baterija koje kombinuju visok kapacitet punjenja sa „dugim ciklusom rada kondenzatora“.
Litijum-jonske ćelije (LIC), objašnjavaju, vodeći su uređaji za skladištenje elektrohemijske energije koji se danas koriste. Odlikuju se velikim kapacitetom punjenja, ali su kratki kada je u pitanju vreme punjenja.
Kao alternativa, predloženi su dizajni koji uključuju obilje, jeftine organske materijale. Ali otkriveno je da pate od smanjene električne provodljivosti. Drugi pristupi koji su koristili modularne dizajne koji kombinuju LIC-ove i kondenzatore unutar specifičnih uređaja pokazali su se previše složenim i skupim.
Ti problemi, prema MIT diplomiranom studentu Tianiang Chenu, autoru Joule izveštaja, „stvaraju snažan podsticaj za razvoj materijala elektroda koji kombinuju visok kapacitet punjenja LIC-a sa brzim punjenjem i dugim ciklusom rada kondenzatora“.
Čen i njegov tim došli su do kombinacije organskih materijala koji se mogu koristiti u katodama baterija, gde se litijum čuva u ispražnjenim baterijama.
Pokušaji drugih da koriste organske materijale nisu uspeli jer su se rastvorili u elektrolitima baterija.
„Iako strategije kao što su polimerizacija i sastavljanje organskih molekula sa nerastvorljivim mešačima mogu ograničiti rastvaranje elektroda“, rekao je Čen, „dizajniranje organskih materijala koji su sami po sebi nerastvorljivi, ali ipak omogućavaju brz transport i skladištenje punjenja, je teško.“
Ali materijali stvoreni u laboratorijama MIT-a ostaju stabilni, rekao je Čen.
„Prijavljujemo bis-tetraaminobenzohinon i njegov polimerni analog poli(bis-tetraaminobenzohinon) kao pseudokapacitivne organske materijale“ za uređaje za skladištenje električne energije, rekao je on. Oni „pokazuju velike kapacitete za skladištenje punjenja pri visokim stopama punjenja i pražnjenja“.
Organski materijali su sposobni da skladište 310 miliamper sati punjenja, što je otprilike dvostruko veći kapacitet od trenutnog useva katoda za litijum-jonske baterije.
Vreme punjenja baterije sa tim materijalima je brzih 33 sekunde.
Oslanjanje na obilne jone magnezijuma ili natrijuma, umesto na manje dostupan litijum, daće optimalne rezultate po nižoj ceni, rekao je on.
