Polecane publikacje: Rewolucja w bateriach litowo-jonowych coraz bardziej realna

Szanowni Państwo,
polecamy uwadze tekst pt.:
"Rewolucja w bateriach litowo-jonowych coraz bardziej realna".

Współczesny świat nie może się już obejść bez przenośnych urządzeń elektronicznych, takich jak smartfony, tablety, laptopy, aparaty fotograficzne czy kamery. Wiele z tych urządzeń jest zasilanych z baterii litowo-jonowych, które mogłyby być mniejsze, lżejsze, bezpieczniejsze i bardziej wydajne, gdyby znajdujący się w nich płynny elektrolit zastąpić substancją w formie stałej. Obiecującym kandydatem na stały elektrolit wydaje się nowa klasa materiałów na związkach litu, zaprezentowana przez fizyków ze Szwajcarii i Polski.

Komercyjnie dostępne baterie litowo-jonowe składają się z dwóch elektrod połączonych ciekłym elektrolitem. Elektrolit ten utrudnia inżynierom redukowanie rozmiarów i masy baterii, a na dodatek może wyciec; znajdujący się w odsłoniętych elektrodach lit wchodzi wówczas w kontakt z tlenem w powietrzu i ulega samozapłonowi. Kłopoty firmy Boeing, która na wiele miesięcy musiała wstrzymać loty samolotów Dreamliner, są spektakularnym przykładem problemów, jakie przysparza eksploatacja współczesnych baterii litowo-jonowych.

W laboratoriach od lat trwają poszukiwania materiałów stałych zdolnych zastąpić ciekłe elektrolity. Do najpopularniejszych kandydatów należą związki, w których jony litu znajdują się w otoczeniu jonów siarki lub tlenu. W publikacji w czasopiśmie „Advanced Energy Materials” szwajcarsko-polski zespół naukowców zaprezentował jednak nową klasę związków jonowych, gdzie nośnikami ładunku są jony litu poruszające się w środowisku cząsteczek aminowych (NH2) i borowodorkowych (BH4). Część eksperymentalną projektu badawczego zrealizowano w szwajcarskim federalnym ośrodku badań materiałowych Empa w Dübendorfie oraz na Uniwersytecie Genewskim (UG). Za opis teoretyczny mechanizmów prowadzących do wyjątkowo dużej przewodności jonowej nowego materiału odpowiadał prof. dr hab. Zbigniew Łodziana z Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk (IFJ PAN) w Krakowie.



Amido-borowodorek litu to obiecujący kandydat na stały elektrolit. Struktura krystaliczna tego materiału składa się z dwóch podsieci, tu przedstawionych w różnych kolorach. W odpowiednich warunkach jony litu (czerwony), zwykle znajdujące się w komórkach elementarnych tylko jednej podsieci (żółtej), przenoszą się do pustych komórek drugiej podsieci (niebieskiej), gdzie mogą się swobodnie propagować. (Źródło: IFJ PAN)


"A Lithium Amide-Borohydride Solid-State Electrolyte with Lithium-Ion Conductivities Comparable to Liquid Electrolytes"
Y. Yan, R.-S. Kühnel, A. Remhof, L. Duchene, E. Cuervo Reyes, D. Rentsch, Z. Łodziana, C. Battaglia
Advanced Energy Materials, 2017, 1700294
DOI: 10.1002/aenm.201700294

Tekst ukazał się w serwisie prasowym IFJ PAN
https://press.ifj.edu.pl/news/2017/09/05/
a także w serwisie prasowym EurekAlert! pod adresem
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-09/thni-ari090517.php

Z wcześniejszymi polecanymi artykułami oraz tekstami popularno-naukowymi na ich temat można zapoznać się na stronie: http://press.ifj.edu.pl/