22 Jahre Batterieanpassung
APR 13, 2023 Seitenansicht：269
Einführung
Forscher der UC Irvine haben eine Methode entwickelt, die die Herstellung von Batterien in Zukunft verändern könnte. Können Sie sich eine Batterie vorstellen, die nie aufgeladen werden muss und möglicherweise Ihr Haus oder Auto mit Strom versorgt? Wenn sich Ausdauer und Glück vereinen, können erstaunliche Durchbrüche erzielt werden, die einen erheblichen Einfluss auf den zukünftigen Energieverbrauch haben. Und so kam es, dass Mya Le Thai, eine Chemiestudentin, die an der University of California, Irvine, promovierte, zufällig eine Methode entwickelte, die es einer Batterie ermöglicht, Ladung unbegrenzt zu speichern. Wir nähern uns einer Batterie, die niemals durch Batteriematerial auf Nanodrahtbasis ersetzt werden müsste, das endlos wieder aufgeladen werden kann.
Mya experimentierte im Labor mit verschiedenen Materialien, als sie beschloss, einige Gold-Nanodrähte mit einer sehr dünnen Gelschicht zu überziehen. Die Filamente des Kondensators behalten ihre Eigenschaften unter Hunderttausenden von Ladungen bei, da das dünne Gel die Drähte bedeckt.
Neue Batterie, die ewig hält
Als Teil der Verpflichtung des Verteidigungsministeriums, Batterien herzustellen, die länger halten und widerstandsfähiger sind, werden die neuen Batterien bei GE Research in Niskayuna entwickelt, dem Hauptforschungsstandort von GE. Die neuen Batterien werden bei GE Research in Niskayuna hergestellt , das als primäre Forschungseinrichtung von GE dient, als Teil einer Initiative des Verteidigungsministeriums zur Herstellung von Batterien, die länger halten und robuster sind. InterMetallic MORphogen Tailored Activity Lithium ist die Abkürzung für die IMMORTAL Batterie. Die Batterie, die im Wesentlichen ewig hält, ist diese.
Was wäre, wenn die chemischen Prozesse in einfacheren, nicht lebenden Systemen wie Batterien so eingerichtet werden könnten, dass sie eine Verschlechterung verhindern und die Lebensdauer verlängern? „Biologische Systeme verlängern ihre Lebensdauer, indem sie komplizierte chemische Reaktionen und Rückkopplungen nutzen, um zu verhindern, dass Teile zusammenbrechen. Was wäre, wenn die chemischen Prozesse in einfacheren, nicht lebenden Systemen wie Batterien so eingerichtet werden könnten, dass sie eine Verschlechterung verhindern und die Lebensdauer verlängern.“ jemand einen Schnitt hat, können Sie eine antibiotische Salbe auftragen, um die Infektion zu stoppen und die Heilung einer Läsion zu beschleunigen.“ Laut Sreekar Karnati, einem leitenden Ingenieur im Advanced Manufacturing Lab von GE Research, „ist unsere Innovation proaktiver. Anstatt zuzulassen, dass das Metall korrodiert und korrodiert, „bauen wir eine schützende Oberflächenschicht auf Aluminiumlegierungen auf, die sich selbst heilen oder erneuern kann.“
Laut GE umfassen zukünftige Anwendungen für die neuen robusten Batterien den Einsatz in Fahrzeugen, Flugzeugen und bedeutender Infrastruktur.
Erstellen Sie eine Batterie, die ewig hält
Stellen Sie sich eine Batterie vor, die kontinuierlich aufgeladen werden könnte. Schluss mit dem Wegwerfen von Handys wegen entladener Batterien. Es wird keine lithium-ionen-akku-Dumps mehr geben
Dank der Bemühungen von Forschern der University of California, Irvine, ist dies der Realität einen Schritt näher gekommen. Durch Zufall wurde die Entdeckung gemacht, die zu extrem langlebigen Batterien führen könnte. Nanodrähte sind extrem kleine leitfähige Drähte, die ein enormes Potenzial für den Einsatz in Batterien haben. Eine Gruppe von Akademikern unter der Leitung von Reginald Penner, dem Vorsitzenden der Chemieabteilung der Universität, hatte Nanodrähte erforscht. Nanodrähte sind schwach und nach einer bestimmten Anzahl von Ladezyklen beginnen sie normalerweise auszufransen und zu zerbrechen.
Eine Doktorandin in Penners Labor namens Mya Le Thai traf die zufällige Entscheidung, eines Tages den flüssigen Elektrolyten, der die Nanodraht-Anordnung umgab, durch einen Gel-Elektrolyten zu ersetzen. Laut Penner "fing sie an, diese Gel-Kondensatoren zu zyklieren, und da erlebten wir die Überraschung." „Dieses Ding ist 10.000 Mal gefahren und läuft immer noch“, bemerkte sie. Ein paar Tage später kam sie zurück und sagte: „Es hat 30.000 Zyklen gefahren.“ Das hielt einen Monat lang an. Eine Doktorandin in Penners Labor namens Mya Le Thai traf die zufällige Entscheidung, eines Tages den flüssigen Elektrolyten, der die Nanodrahtbaugruppe umgab, durch einen Gelelektrolyten zu ersetzen.
Die Gruppe verstand, dass sie es mit etwas Einzigartigem zu tun hatte. Sie haben jedoch eine Theorie, warum die Verwendung eines Gelelektrolyten den Zerfall der Nanodrähte zu verhindern scheint. Laut Penne ist das Gel in seiner Dicke mit Erdnussbutter vergleichbar.
Achtzig Prozent der Manganoxid-Nanodrähte, die hundertmal dünner sind als menschliches Haar, sind porös. Die Nanodrähte werden mit der Zeit weicher, da das viskose Gel allmählich in ihre Poren sickert. Ihre Zerbrechlichkeit wird durch diese Weichheit verringert. Laut Penner "beginnen die Nanodrähte nach 5.000 Zyklen mit normaler Flüssigkeit zu zerfallen." Danach fangen sie an abzufallen. Nichts dergleichen findet im Gel statt.
Das Team versucht derzeit, diese Theorie zu testen. Wenn es richtig ist, werden sie verschiedene Materialien und Gele testen, um herauszufinden, welche am besten funktionieren. Gelumhüllte Nanodrähte könnten eines Tages als Komponente in extrem langlebigen Batterien verwendet werden, wenn die Forschung Bestand hat. Penner fügt hinzu, dass er zwar Anrufe von Unternehmen erhalten habe, die an der Arbeit seines Labors interessiert seien, dies aber wahrscheinlich noch einige Jahre dauern werde.
Das breitere Bild ist, dass die Stabilisierung der Art von Nanodrähten, die wir erforscht haben, laut Penner auf relativ einfache Weise erreicht werden kann. "Die Gemeinschaft würde sehr davon profitieren, wenn sich herausstellt, dass dies normalerweise der Fall ist."
Eine Batterie, die zehn oder zwei Jahre hält, könnte das Gerät, das sie mit Strom versorgt, leicht überleben, da die Lebensdauer der meisten Haushaltselektronik durch andere Faktoren als die Batterielebensdauer begrenzt ist. "Sie brauchen vielleicht nie zwei davon zu kaufen, wenn Sie 100.000 Zyklen aus einer Lithium-Ionen-Batterie herausholen könnten", fügt Penner hinzu. Wir sprechen von einer Lebensdauer von zwanzig Jahren oder noch länger. "Sie brauchen vielleicht nie zwei davon zu kaufen, wenn Sie 100.000 Zyklen aus einer Lithium-Ionen-Batterie herausholen könnten", fügt Penner hinzu. Wir sprechen von einer Lebensdauer von zwanzig Jahren oder noch länger.
Was ist eine langlebige Batterie?
Eine Batterie gilt als langlebig, wenn ihre Lebensdauer zehn Jahre oder länger beträgt.
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