Σε report που δημοσιεύτηκε στο Nature Nanotechnology, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Stanford σημειώνουν ότι έχουν κάνει ένα τεράστιο βήμα στην προσπάθειά τους για πιο αποδοτικές μπαταρίες, πετυχαίνοντας να σχεδιάσουν μία μπαταρία με καθαρό λίθιο στην άνοδό της. Μα, θα μας πείτε, ιόντων λιθίου δεν είναι, έτσι κι αλλιώς, οι περισσότερες μπαταρίες που χρησιμοποιούμε σήμερα; Η αλήθεια δεν είναι ακριβώς αυτή και θα σας εξηγήσουμε γιατί.

Ας θυμίσουμε αρχικά, ότι οι μπαταρίες αποτελούνται από τρία βασικά στοιχεία: έναν ηλεκτρολύτη για να παράγει τα ηλεκτρόνια, μία άνοδο για να τα απωθεί και μία κάθοδο για να τα υποδέχεται. Οι σημερινές μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορεί να έχουν αυτό το όνομα, αλλά στην πραγματικότητα το λίθιο βρίσκεται μόνο στον ηλεκτρολύτη τους και όχι στην άνοδο. Μία άνοδος από λίθιο θα μπορούσε να προσφέρει μπαταρίες με μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα, καθώς έχει αποδειχθεί ότι από όλα τα υλικά που θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει κάποιος σε έναν αρνητικό πόλο (άνοδο), το λίθιο έχει τις μεγαλύτερες προοπτικές. Κάποιοι το αποκαλούν, μάλιστα, "Αγιο Δισκοπότηρο" των μπαταριών, όπως αναφέρει ο Yi Cui, επικεφαλής ερευνητής του project του Stanford University, καθώς είναι πολύ ελαφρύ και έχει την υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, έτσι μπορεί κάποιος να κατασκευάσει ελαφρύτερες και μικρότερες μπαταρίες με περισσότερη ενέργεια.

Στις περισσότερες περιπτώσεις ωστόσο έως τώρα, το λίθιο και η χρήση του στις ανόδους των μπαταριών έχει αντιμετωπίσει τεράστιες δυσκολίες κι αυτό γιατί, κατά τη διάρκεια της φόρτισης, τα ιόντα λιθίου διαστέλλονται δραματικά, υπερθερμαίνονται ώστε να υπάρχει πιθανότητα να προκαλέσουν ακόμη και έκρηξη σε μία μπαταρία, ενώ, παράλληλα, παρουσιάζουν χημικές αντιδράσεις με τον ηλεκτρολύτη που μειώνουν σημαντικά τη διάρκειά ζωής μίας μπαταρίας. Έτσι, τα υλικά που χρησιμοποιούνται προς το παρόν στις ανόδους των μπαταριών είναι ο γραφίτης ή το πυρίτιο, που ωστόσο δε θεωρούνται ιδανικές επιλογές όσο θα μπορούσε να είναι το λίθιο.


Τώρα, οι ερευνητές του Stanford φαίνεται πως έχουν βρει τον τρόπο να λύσουν αυτό το πρόβλημα, προσθέτοντας ένα προστατευτικό στρώμα από νανοάνθρακα στην άνοδο από λίθιο μίας μπαταρίας. Έχοντας πάχος μόλις 20 νανόμετρα, παρέχει αρκετή προστασία ώστε να αποφευχθούν τα προβλήματα που υπήρχαν έως τώρα και να δωθούν νέες προοπτικές στις μπαταρίες ιόντων λιθίου του μέλλοντος!

Με τη βοήθεια της προστασίας αυτής, πρακτικά η αποδοτικότητα μίας μπαταρίας εκτοξεύεται. Για να είναι εμπορικά βιώσιμη μία μπαταρία πρέπει να έχει αποδοτικότητα 99,9% και έως τώρα οι μπαταρίες με άνοδο από "μη προστατευμένο" λίθιο είχαν 96%, ρίχοντας την αυτονομία τους κατά 50% μέσα σε 100 μόλις κύκλους φόρτισης - κάτι όχι ιδιαίτερα καλό. Με τις νέες μπαταρίες που δημιούργησαν οι ερευνητές του Stanford, η αποδοτικότητα παραμένει στο 99%, ακόμη και μετά από 150 φορτίσεις!

Ανάμεσα στους ερευνητές του project βρίσκεται και ο Steven Chu, πρώην υπουργός ενέργειας των ΗΠΑ και κάτοχος βραβείου Νόμπελ Φυσικής. Και όπως σημειώνουν από την ομάδα του Stanford, αυτό που πέτυχαν μπορεί πρακτικά να φέρει "τη διπλή ή ακόμη και την τριπλή αυτονομία σε ένα κινητό τηλέφωνο", με την έρευνά τους ωστόσο να συνεχίζεται, ώστε να τελειοποιηθεί μία μπαταρία από καθαρό λίθιο και να μπορέσει να γίνει εμπορικά διαθέσιμη. Άκρως υποσχόμενη προοπτική, που σίγουρο στον πολύπαθο τομέα της αυτονομίας των συσκευών μας διαβάζεται με ιδιαίτερο ενδιαφέρον.

Source: digitallife.gr