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
![Galvanizacijom do elektrode: postupak se obavlja u zatvorenom i inertnom okruženju u kojem su materijali izloženi što manjem vanjskom utjecaju 📷 Henrik Sandsjö, Chalmers University of Technology](/img/galvanizacija-put-do-sigurnih-i-stabilnih-metalnih-baterija_V4qGcJ.jpg)
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.