Učinkovitost baterije ovisi o količini ugljika na elektrodi

Analiza rendgenskih snimki pružila je prvi kvantitativni dokaz da performanse elektroda ovise o presvlaci ugljika, a ne o difuziji iona

Mladen Smrekar petak, 15. rujna 2023. u 06:00
Analiza rendgenskih snimaka dovela je do novih otkrića o reaktivnosti litij željeznog fosfata, materijala koji se koristi u baterijama za električne automobile i drugim punjivim baterijama 📷 MIT
Analiza rendgenskih snimaka dovela je do novih otkrića o reaktivnosti litij željeznog fosfata, materijala koji se koristi u baterijama za električne automobile i drugim punjivim baterijama MIT

Rudarenjem podataka iz rendgenskih slika istraživači MIT-a, Sveučilišta Stanford, Nacionalnog akceleratora SLAC i Toyotinog istraživačkog instituta došli su do značajnih novih otkrića o reaktivnosti litij željeznog fosfata, materijala koji se koristi u baterijama za električne automobile i drugim punjivim baterijama.

Inženjering sučelja

Nova tehnika kojom su se poslužili istraživači otkrila je nekoliko fenomena koje je prije bilo nemoguće vidjeti, uključujući varijacije u brzini reakcija interkalacije litija u različitim regijama nanočestica litij željezo fosfata.

Učenje fizike baterijskih nanočestica iz slika 📷 MIT
Učenje fizike baterijskih nanočestica iz slika MIT

Najznačajnije praktično otkriće - da su ove varijacije u brzini reakcije povezane s razlikama u debljini ugljične prevlake na površini čestica - moglo bi dovesti do poboljšanja u učinkovitosti punjenja i pražnjenja baterija.

Optimizacija sloja

"Naučili smo da sučelja kontroliraju dinamiku baterije, posebno u današnjim modernim baterijama napravljenim od nanočestica aktivnog materijala. To znači da bi pažnju trebali posvetiti inženjeringu sučelja", kažu istraživači u radu predstavljenom u časopisu Nature.  

Eksperimentalne i simulirane karte koncentracije litija 📷 MIT
Eksperimentalne i simulirane karte koncentracije litija MIT

Rezultati studije sugeriraju da bi optimizacija debljine sloja ugljika na površini elektrode mogla pomoći istraživačima da dizajniraju učinkovitije baterije. Uz to, ovaj pristup mogao bi se koristiti i za dobivanje uvida u druge vrste materijala i bioloških sustava, poput stanica koje se dijele u embriju u razvoju.