Galvanizacija, put do sigurnih i stabilnih metalnih baterija
Istraživači Tehnološkog sveučilišta Chalmers otkrili su način na koji bi metalne baterije mogle postati održiva alternativa konvencionalnim rješenjima za pohranu energije
Metalne baterije mogle bi isporučiti više energije uz manju težinu od uobičajenih litij-ionskih, no problem je njihov prekratak životni vijek zbog visoko reaktivne prirode metalnog litija. Novo istraživanje Tehnološkog sveučilišta Chalmers u Švedskoj pokazuje kako bi se taj problem mogao prevladati stvaranjem metalne elektrode izravno u ćeliji baterije.
Zaobilaženje problema
Inženjeri uporno tragaju za novim tehnologijama i baterijama koje će davati više energije po težini ili volumenu. Njihova je pažnja okrenuta baterijama s metalnim elektrodama, gdje je grafitna elektroda litij-ionske baterije zamijenjena metalnim litijem. Ove čvrste baterije koriste metalnu elektrodu i njihove ćelije isporučuju veću količinu energije od današnjih litij-ionskih baterija. No metal je reaktivan i lako reagira s okolinom, zbog čega je teško stvoriti dugotrajnu ćeliju.
Eksperimentirajući s 3D X-zrakama za praćenje ponašanja litija u litij-metalnoj bateriji, fizičari s Chalmersa prethodno su otkrili da litij tijekom punjenja i pražnjenja stvara neravne strukture, dendrite, što s vremenom utječe na stabilnost i funkciju baterije. A sada su u časopisu The Electrochemical Society predstavili i jednostavan način na koji se može izbjeći stvaranje površinskog sloja na reaktivnoj metalnoj elektrodi koji skraćuje vijek trajanja baterije.
Izrada elektrode u bateriji
"Umjesto da se bavimo reaktivnim materijalima elektrode izvan baterije, elektrodu stvaramo unutar baterije elektrokemijskim procesom galvanizacije. To nam omogućuje da izbjegnemo reakciju reaktivnog metala s okolinom i tako dobijemo predvidljiviju i stabilniju elektrodu", objašnjavaju istraživači ovaj postupak.
Napon tjera elektrone na elektrodu i metal se formira na površini elektrode reakcijom elektrona s ionima iz elektrolita. Isti se postupak može koristiti i za proizvodnju metalne elektrode izravno u baterijskoj ćeliji. Stvaranjem metalne elektrode unutar baterije, metal nikad nema priliku reagirati s nečistoćama izvan baterije te ima bolji i stabilniji površinski sloj, kažu istraživači.
