kategorier: Udvalgte artikler » Interessante elektriske nyheder
Antal visninger: 29685
Kommentarer til artiklen: 6
Aluminiumsbatterier
Næsten tredive års søgning efter måder at forbedre aluminiumionbatteriet nærmer sig slutningen. Det første batteri med en aluminiumsanode, der er i stand til hurtigt at oplade, mens det er billigt og holdbart, blev udviklet af forskere fra Stanford University.
Forskere siger med tillid, at deres hjernehane godt kunne blive et sikkert alternativ til lithium-ion-batterier, der bruges overalt i dag, såvel som alkaliske batterier, som er miljøskadelige.
Det vil ikke være overflødigt at huske, at lithium-ion-batterier undertiden antændes. Kemiprofessor Hongji Dai er overbevist om, at hans nye batteri ikke vil lyse, selvom det bores igennem. Professor Dags kolleger beskrev de nye batterier som ”ultrahurtige genopladelige aluminium-ion-batterier”.
På grund af dets lave omkostninger, brandsikkerhed og evnen til at skabe en betydelig elektrisk intensitet har aluminium længe tiltrukket opmærksomheden fra forskere, men mange år er gået i at skabe et kommercielt levedygtigt aluminium-ion-batteri, der kunne producere tilstrækkelig spænding, selv efter mange ladeafladningscyklusser.
Forskere måtte overvinde mange forhindringer, herunder: forfald af katodematerialet, lav celleudladningsspænding (ca. 0,55 volt), kapacitetstab og utilstrækkelig livscyklus (mindre end 100 cyklusser), hurtigt effekttab (fra 26 til 85 procent efter 100 cyklusser).
Nu har forskere introduceret et aluminiumsbatteri med høj stabilitet, hvor de brugte en metalanode lavet af aluminium parret med en katode af tredimensionelt grafitskum. Før dette blev mange forskellige materialer til katoden forsøgt, og beslutningen til fordel for grafit blev fundet ved et uheld. Forskere fra Hongji Daya-gruppen har identificeret flere typer grafitmateriale, der viser meget høj produktivitet.
I deres eksperimentelle prøver placerede Stanford University-teamet en aluminiumanode, en grafitkatode og en sikker flydende ionisk elektrolyt, der hovedsageligt bestod af saltopløsninger, i en fleksibel polymerpose.
Professor Dai og hans gruppe optog en video, som viste, at selv hvis man borer en skal, vil deres batterier stadig arbejde i et stykke tid og vil ikke lyse op.
En vigtig fordel ved de nye batterier er deres ultrahurtige opladning. Lithium-ion-smartphone-batterier oplades typisk på få timer, mens prototypen på den nye teknologi viser en hidtil uset opladningshastighed på op til et minut.
Holdbarheden af de nye batterier er især slående. Batteriets levetid er mere end 7500 opladningsladninger og uden strømtab. Forfatterne rapporterer, at dette er den første model af aluminium-ion-batterier med ultrahurtig opladning og stabilitet i tusinder af cyklusser. Et typisk lithium-ion-batteri kan kun modstå 1000 cyklusser.
Et bemærkelsesværdigt træk ved aluminiumsbatteriet er dets fleksibilitet. Batteriet kan bøjes, hvilket indikerer potentialet for det i fleksible gadgets. Derudover er aluminium meget billigere end lithium.
Det ser ud til at være lovende at bruge sådanne batterier til opbevaring af vedvarende energi med henblik på at sikkerhedskopiere det til den efterfølgende levering af elektriske netværk, da et aluminiumsbatteri ifølge de nyeste forskere kan oplades titusinder af gange.
I modsætning til de masse-anvendte elementer AA og AAA med en spænding på 1,5 volt genererer et aluminiumionbatteri en spænding på ca. 2 volt. Dette er den højeste indikator, som nogen har opnået med aluminium, og i fremtiden vil denne indikator blive forbedret, siger udviklerne af nye batterier.
Man opnåede en energilagringsdensitet på 40 W-time pr. Kg lithium-ion-batterier dette tal når 206 watt pr. kg. Imidlertid er forbedring af katodematerialet, professor Hongji Dai, sikker på, at det i sidste ende vil føre til både en stigning i spænding og en stigning i energilagringstætheden i aluminium-ion-teknologi-batterier. Under alle omstændigheder er der allerede opnået en række fordele i forhold til lithium-ion-teknologi. Her lave omkostninger kombineret med sikkerhed og hurtig opladning og fleksibilitet og en lang levetid.
Se også på elektrohomepro.com
: