Żel, który hamuje starzenie akumulatorów. Kierowcy zyskają większą trwałość baterii
Jednym z największych problemów współczesnych akumulatorów jest szybkie starzenie, szczególnie w ogniwach pracujących przy podwyższonym napięciu. To one oferują wysoką gęstość energii, ale jednocześnie są podatne na degradację materiałów wewnętrznych. Koreańscy badacze opracowali żel, który działa bezpośrednio w elektrolitach i pomaga chronić chemiczną strukturę baterii przed destrukcyjnymi reakcjami.
Jak wyjaśniają autorzy badań, żel wychwytuje cząsteczki tlenu zanim przekształcą się w ich agresywne, reaktywne formy. To właśnie te cząsteczki odpowiadają za niszczenie powierzchni elektrod i przyspieszony spadek pojemności. Nowa metoda ogranicza ich powstawanie, dzięki czemu materiały wewnętrzne znacznie dłużej pozostają stabilne.
Wysokonapięciowe ogniwa pod większą ochroną. Struktura materiałów nie ulega szybkiemu rozpadowi
W akumulatorach o wysokim napięciu problemem jest nie tylko spadek pojemności, lecz także ryzyko odkształceń mechanicznych. Podczas intensywnej pracy ogniwa potrafią zwiększać swoją grubość o dziesiątki mikrometrów, co w dłuższej perspektywie wpływa na ich bezpieczeństwo i żywotność. Zastosowanie żelu znacząco ogranicza ten efekt. Materiały katodowe zachowują stabilność, a nikiel - wrażliwy na degradację w środowisku o wysokim napięciu - traci strukturę znacznie wolniej. To zmniejsza ryzyko zwarć i przegrzewania, dwóch najbardziej niebezpiecznych zjawisk w akumulatorach litowo-jonowych.
Testy prototypu zrobiły wrażenie. Ponad 80% pojemności po 500 cyklach
W badaniach porównawczych zestawiono klasyczny elektrolit z wersją wzbogaconą o nowy żel. Różnice były ogromne. Bateria z dodatkiem żelu zachowała ponad 80% pierwotnej pojemności po 500 cyklach ładowania — to bardzo dobry wynik jak na ogniwa wysokowoltowe. Dla porównania, standardowe ogniwo odnotowało wyraźny spadek pojemności już po około 180 cyklach. Równie istotny okazał się aspekt mechaniczny. Prototypowe ogniwa z żelem odkształcały się znacznie mniej niż tradycyjne, co pokazuje, że nowa technologia podnosi nie tylko trwałość, ale też realne bezpieczeństwo akumulatorów.
Bezpieczniejsze, lżejsze, bardziej kompaktowe akumulatory przyszłości
Opracowany żel poprawia stabilizację materiałów katodowych, co otwiera drogę do tworzenia konstrukcji akumulatorów o wysokiej gęstości energii bez typowych kompromisów dotyczących trwałości. Stabilniejsza katoda oznacza również możliwość zmniejszenia masy całego modułu - a to kluczowy kierunek rozwoju dla branż takich jak motoryzacja, lotnictwo czy systemy magazynowania energii. Mniejsze, trwalsze i lżejsze baterie mogą w przyszłości odmienić nie tylko samochody elektryczne, lecz także drony, samoloty elektryczne oraz instalacje energetyczne pracujące w trybie ciągłym przez wiele lat.
Kolejne kroki przed naukowcami. Celem są tysiące cykli bez utraty pojemności
Choć wyniki testów są wyjątkowo obiecujące, droga do komercyjnego zastosowania technologii wciąż jest długa. Współczesne akumulatory stosowane w motoryzacji potrafią przetrwać kilka tysięcy cykli ładowania - to poziom, do którego nowa technologia musi zostać dopracowana, by mogła trafić na rynek. Badacze zaznaczają jednak, że ich rozwiązanie umożliwia precyzyjne sterowanie procesami chemicznymi w akumulatorze. To może okazać się przełomowe w projektowaniu baterii do zastosowań, gdzie trwałość i stabilność są kluczowe - na przykład w lotnictwie lub dużych magazynach energii pracujących w zmiennych warunkach przez dekady.
Zobacz także:
- Warszawa wiecznie żywa – Bestia jest tego dowodem
- Co czwarty młody Brytyjczyk utknął bez paliwa. Powód może zaskoczyć
- Młodzi ludzie coraz rzadziej robią prawo jazdy - tak mówią statystyki
Źródło zdjęcia głównego: Raport Turbo