מדענים מפתחים טכנולוגיה לסוללות בת קיימא של הדור הבא

עדכון: 6 באוגוסט 2023
מדענים מפתחים טכנולוגיה לסוללות בת קיימא של הדור הבא

חוקרים פיתחו חדש טֶכנוֹלוֹגִיָה שיכול לאפשר החלפת סוללות ליתיום בחלופות בנות קיימא יותר.

צוות באימפריאל קולג 'בלונדון יצר טכנולוגיה שיכולה לאפשר מעבר מליתיום-יון לסוללת נתרן-יון. על ידי הכנת פחמנים מליגנין, תוצר לוואי של תעשיית הנייר, חוקרים שיפרו את צפיפות האנרגיה, הקיימות והבטיחות של סוללות נתרן-יון.

החלפת סוללות ליתיום-יון

סוללות ליתיום-יון נמצאות בשימוש נפוץ במכשירי חשמל רבים, אך משאבי הליתיום העולמיים הולכים ופוחתים במהירות ופעולות הכרייה יוצרות טביעת רגל פחמנית גדולה. סוללות נתרן-יון יכולות להציע אלטרנטיבה בת קיימא שאפשר יהיה להשתמש בה בכלי רכב חשמליים אם היא מותאמת. עם זאת, הדגמים הנוכחיים טרם התאימו ליכולת האנרגיה של ליתיום ומהווים כמה סיכוני בטיחות.

המפתח לשיפור קיבולת האנרגיה בסוללות טמון בחומר ובעיצוב האנודות, המספקות את פונקציית אחסון האנרגיה. למרות יכולתם התיאורטית הגבוהה במיוחד, היה צורך במחקר נוסף על מנת לפתוח את הפוטנציאל של סוללות המיוצרות באנודות נתרן מתכתיות ולתת מענה לסיכונים הנובעים מאופיו המגיב ביותר של חומר זה.

קבוצת טיטיריצ'י במחלקה להנדסה כימית לקחה על עצמה אתגר זה ופיתחה פתרון על ידי החלפת המתכות בתפזורת בסוללות נתרן בחצלות פחמן הנגזרות על ידי נתרן.

מרגש לראות הזדמנויות חדשות לניצול ליגנין בתחום הסוללות ואת הפוטנציאל שלה לפתח טכנולוגיות חדשות המבוססות על נתרן, שיכולות לחולל מהפכה בתחום הרכב החשמלי על ידי יצירת מצברים בעלי ביצועים גבוהים, בטוחים ובר קיימא יותר.

קורים מסתובבים

במחקר זה, מחצלות ליגנין יוצרו באמצעות תהליך המכונה 'אלקטרו -ספינינג' שבו סיבובי ליגנין מסובבים בצורה דומה לאופן שבו עכבישים מסובבים את קוריהם בטבע. לאחר מכן הסיבים פוחמו לייצר פגמים רבים במבנה החומר. פגמים אלה תומכים בתצהיר אחיד ויציב של נתרן מתכתי, היסוד האחראי לאחסון אנרגיה, וכתוצאה מכך יכולת אנרגיה מוגברת.

על ידי שילוב נתרן מתכתי עם פחמן מבוסס ליגנין המותאם במיוחד, יתרונות קיבולת האנרגיה נשמרים ומנוצלים בעוד סיכוני הבטיחות הכרוכים בהצטברות של דנדריט-הגורמת לקצרים של הסוללות-מצטמצמים.

התהליך דורש גם פחות חום כדי להפחית את הליגנין מאשר שיטות אחרות, מה שמקטין עוד יותר את טביעת הרגל הפחמנית של תהליך הייצור.

השלבים הבא

סוללות נתרן-יון הראו הבטחה עצומה בתחום האנרגיה, אך כושר האנרגיה המוגבל שלהן הגביל עד כה את ספיגתן הנרחבת. טכנולוגיה חדשה זו יכולה לאפשר להם להחליף ליתיום יון סוללות בקנה מידה הרבה יותר רחב ממה שניתן כיום וישמשו במוצרים גדולים כמו כלי רכב חשמליים.

כעת הצוות ימשיך לכוונן את הטכנולוגיה, להתנסות בסוגים שונים של תאים ולבצע ניסויים נוספים.

ELE טיימס
+ פוסטים
  • אינפיניון תומכת בפיתוח מערכות אקולוגיות בחקלאות ירוקה בשיתוף פעולה עם השקעות הודו באתגר תכנון כונן המנוע למשאבות סולאריות
  • Inbase משיקה את השעון החכם 'Urban Lite Z' עם תצוגת IPS בגודל 1.75 אינץ '
  • STMicroelectronics משתפת פעולה עם Eyeris בנושא שילוב של תריס עולמי חיישן פתרון לניטור רכב בתא
  • Chipmaker GlobalFoundries קובץ באופן סודי להנפקה בארה"ב: מקורות