Naučnici sa Univerziteta Dundee i Univerziteta Warwick otkrili su da kiseonik aktivno učestvuje u skladištenju i oslobađanju energije u nekim litijum-jonskim katodama. Kombinacijom računarskog modelovanja i laboratorijskih ispitivanja ustanovljeno je da složeni oksidi pokazuju značajno uklanjanje elektrona iz kiseonika, dok fosfati to ne čine. Otkriće otvara put ka baterijama koje se pune brže, traju duže i imaju veću bezbednost. Rad je objavljen u Nature Nanotechnology.
Otkrivena Aktivna Uloga Kiseonika u Baterijama — Put Ka Bržem Punjenju i Dužem Veku
Batteries, while powering the shift towards electric mobility, remain flawed in both the limited range they offer cars and their limited longevity. Researchers hope a better understanding of how batteries work can soon improve battery performance. Sebastian Kahnert/dpa
Naučnici sa Univerziteta Dundee i Univerziteta Warwick objavili su otkriće koje menja dosadašnje razumevanje rada litijum-jonskih baterija: kiseonik u nekim katodnim materijalima aktivno učestvuje u skladištenju i oslobađanju energije, umesto da bude pasivan komponente kako se ranije verovalo.
Ključni nalazi
Tim je uporedio dve široko korišćene vrste katoda — fosfate i složene (layered) okside. Pokazali su da fosfati gotovo ne pokazuju učešće kiseonika u procesu punjenja i pražnjenja, dok složeni oksidi beleže značajno uklanjanje elektrona iz kiseonika, što ukazuje na njegovu aktivnu ulogu u elektronskim procesima unutar katode.
Researchers hope a better understanding of how batteries work can soon improve battery performance. Catherine Waibel/dpa
Metode
Istraživanje je kombinovalo napredne računarske modele i laboratorijske eksperimente kako bi se pratilo ponašanje elektrona na atomskom nivou. Ta kombinacija teorije i eksperimenta omogućila je naučnicima da prvi put jasno identifikuju doprinos kiseonika u procesima punjenja i pražnjenja.
Šta to znači za uređaje i vozila
Autori ističu da novo razumevanje može ubrzati razvoj baterija koje se pune brže, imaju duži radni vek i bolju bezbednost — važno za primenu u pametnim telefonima, laptopovima i električnim vozilima. Poboljšano znanje o atomskim mehanizmima takođe može pomoći u projektovanju materijala koji smanjuju degradaciju baterija tokom vremena.
"Globalne populacije sve više zavise od obnovljivih tehnologija i naprednih sistema za skladištenje energije — od mobilnih telefona do automobila", rekao je dr Hrishit Banerjee sa Univerziteta Dundee. "Ovo istraživanje nam daje novi, fundamentalni uvid u to kako baterije funkcionišu."
Potpun rad je objavljen u časopisu Nature Nanotechnology.
Pomozite nam da budemo bolji.
