O echipă de la Academia Chineză de Științe a anunțat dezvoltarea unei baterii solid-state cu o interfață auto-regenerabilă, capabilă să repare automat micile fisuri interne care apar în timpul utilizării, transmite InterestingEngineering.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Inovația ar putea crește de până la trei ori durata de viață a bateriilor și ar elimina nevoia de presiune mecanică ridicată, necesară în prezent pentru menținerea contactului strâns între straturile interne. În mod obișnuit, bateriile solid-state au nevoie de o forță externă de peste cinci megapascali – echivalentul a aproximativ 50 de atmosfere – pentru a preveni apariția golurilor care pot întrerupe fluxul de ioni, aceasta fiind una dintre principalele dificultăți tehnice care au împiedicat până acum comercializarea tehnologiei.
Studiul descrie un mecanism asemănător unui „sigiliu lichid”, care completează automat golurile microscopice din interiorul bateriei. Sistemul funcționează prin introducerea ionilor de iod în electrolitul solid. În timpul funcționării, acești ioni migrează către interfața dintre electrod și electrolit, formând un strat subțire, bogat în iod, care atrage ionii de litiu și reumple crăpăturile apărute.
Această soluție asigură o conexiune stabilă între straturi, eliminând nevoia de echipamente masive sau de presiuni de peste cinci megapascali – echivalentul a aproximativ 50 de atmosfere – necesare în prezent pentru menținerea stabilității bateriilor solid-state.
„Noua abordare a rezolvat blocajul esențial care a împiedicat comercializarea bateriilor solid-state, marcând un pas decisiv spre aplicarea lor practică”, a declarat Chunsheng Wang, expert în baterii de la Universitatea din Maryland, citat de Science and Technology Daily. El a subliniat că inovația echipei chineze „a schimbat fundamental această situație”, oferind o alternativă viabilă la soluțiile actuale complexe și costisitoare.
Testele realizate de cercetători au arătat că prototipurile bazate pe acest nou design au menținut performanțe stabile după sute de cicluri de încărcare și descărcare. În plus, procesul de fabricație este mai simplu, necesită mai puține materiale și ar putea permite producerea la scară largă a unor baterii mai durabile și mai accesibile.
Spre deosebire de bateriile litiu-ion convenționale, care folosesc electroliți lichizi inflamabili, versiunile solid-state utilizează materiale solide, reducând riscul de incendii sau scurgeri. În plus, acestea pot folosi litiu metalic pur, un material capabil să stocheze de două până la trei ori mai multă energie decât componentele actuale.
Dacă va fi confirmată și implementată la scară industrială, această tehnologie ar putea revoluționa stocarea energiei. Telefoanele inteligente ar putea funcționa mai multe zile între încărcări, iar vehiculele electrice sau chiar aeronavele ar putea parcurge de două-trei ori mai mult cu o singură încărcare.
Cercetările asupra electroliților solid-state au început în anii 1970, dar progrese notabile s-au înregistrat abia în ultimul deceniu, odată cu dezvoltarea materialelor ceramice și a tehnicilor avansate de producție. În prezent, companii și institute din Statele Unite, Japonia și China se află într-o competiție globală pentru a transforma aceste baterii în produse comerciale stabile și rentabile.
Totuși, cercetătorii chinezi avertizează că tehnologia se află încă într-o etapă incipientă. Pentru a ajunge la aplicații comerciale, va fi nevoie de teste suplimentare și de optimizarea capacității pentru baterii de mari dimensiuni, capabile să reziste la mii de cicluri de încărcare.
Într-un comentariu publicat alături de studiu, Chunsheng Wang a precizat că următoarele etape de cercetare trebuie să se concentreze pe creșterea capacității și pe demonstrarea fiabilității în condiții mai dure de utilizare. Cu toate acestea, el a afirmat că designul auto-regenerabil ar putea „transforma dezvoltarea bateriilor litiu solid-state și accelera comercializarea lor la scară largă”.
