Výskyt průlomu v baterii na lithiové-ionty může pro elektrická vozidla znamenat dojezd až 1000 km na jedno nabití

Vědci tvrdí, že využití malých částic křemíku a gelového polymeru může odstartovat revoluci v oblasti elektrických vozidel, jelikož by mohla přinést možnost dojezdu až 1000 km na jedno nabití. Řidiči trpící úzkostí z dojezdu – obavou o to, jak dlouho jim baterie v jejich vozidle vydrží – jsou překážkou bránící plnému přechodu na elektrická vozidla.

Aby se tomuto problému čelilo, výzkumní týmy po celém světě zkoumají nové designy elektrod, které by mohly zvýšit kapacity baterií elektrických vozidel (EV). Vědci se snaží využít křemík jako elektrodový materiál v lithiových-iontových bateriích pro EV, kvůli jeho vysoké schopnosti ukládání náboje. Tento přístup však zůstával problémem, protože se křemík při nabíjení roztahuje více než třikrát a při vybíjení se zase smršťuje do své původní velikosti, což závažné poškozuje účinnost a strukturální integritu baterií.

Jihokorejští vědci nyní vyvinuli “bateriový systém další generace” na bázi lithiových-iontů s vysokou energetickou hustotou, který využívá malé částice křemíku a gelového polymerového elektrolytu. Gelový elektrolyt v baterii je důležitou složkou, která umožňuje pohyb nabitých částic mezi kladnými a zápornými póly – anodou a katodou. Na rozdíl od běžně používaných kapalných elektrolytů jsou gelové elektrolyty buď pevného nebo gelového stavu s elastickou polymerní strukturou, která má lepší stabilitu než jejich kapalné protějšky.

Vědci vytvořili chemické vazby mezi gelem a malými částicemi křemíku, které rozložily vnitřní stres způsobený expanzí objemu baterie během její činnosti. “Výsledný propletený systém prokazoval vynikající vlastnosti zejména v omezení objemové expanze při současně vysoké iontové vodivosti,” napsali vědci.

Nový “nákladově efektivní” systém gelového elektrolytu prokázal vodivost srovnatelnou s tradičními bateriemi používajícími kapalné elektrolyty, ale také nabídl téměř 40% zvýšení hustoty energie, jak ukázala studie. Podle většího dosahu tohoto výzkumu se dostáváme blíže ke skutečnému systému baterií na lithiové-ionty s vysokou energetickou hustotou.

Podle výzkumníků tato zjištění poukazují na potenciál tohoto nového přístupu k zlepšení energetické hustoty u budoucích baterií. Věří, že tento výzkum může zásadním způsobem změnit systémy pro energiové skladování a může umožnit dosažení dojezdu až 1000 km s EV, která v současnosti dokáží ujet jen kolem 700 km na jedno nabití.

Časté otázky (FAQ) na základě hlavních témat a informací představených v článku:

1. Jaké problémy souvisejí s dojezdem elektrických vozidel?
– Řidiči mají obavy o dojezd svých vozidel kvůli omezené kapacitě baterií.

2. Jaký materiál se zkoumá pro zvýšení kapacity baterií elektrických vozidel?
– Vědci zkoumají využití křemíku jako elektrodového materiálu v lithiových-iontových bateriích pro EV.

3. Proč je křemík problémem při použití v bateriích?
– Křemík se v bateriích při nabíjení roztahuje a při vybíjení smršťuje, což poškozuje účinnost a strukturu baterií.

4. Jaké nové řešení vyvinuli jihokorejští vědci pro zvýšení kapacity baterií?
– Vyvinuli “bateriový systém další generace” využívající malé částice křemíku a gelového polymerového elektrolytu.

5. Co je gelový elektrolyt a jaké má výhody oproti kapalným elektrolytům?
– Gelový elektrolyt je pevný nebo gelový, s elastickou polymerní strukturou, která má lepší stabilitu a umožňuje pohyb nabitých částic mezi anodou a katodou.

6. Jaký potenciál má nový systém gelového elektrolytu?
– Nový systém prokázal srovnatelnou vodivost s tradičními bateriemi, ale s téměř 40% zvýšením hustoty energie.

7. Jaký je potenciál tohoto nového přístupu pro budoucí baterie?
– Výzkumníci věří, že tento nový přístup může zlepšit energetickou hustotu baterií a umožnit dosažení dojezdu až 1000 km s elektrickými vozidly.

Související odkazy:
electricvehicles.com: Webová stránka s informacemi o elektrických vozidlech.
evworld.com: Webová stránka zaměřená na aktuální novinky a informace o elektrických vozidlech.
electrive.com: Zdroj novinek a informací o elektromobilitě.