Monille ihmisille akkukäyttöiset elektroniset laitteet, kuten matkapuhelimet, kannettavat tietokoneet ja jopa sähköajoneuvot, ovat nyt välttämättömyys. Nämä laitteet vaativat kuitenkin yleensä latauksen vähintään kerran päivässä. Latausten välisen ajan pidentäminen edellyttää akkujen kehittämistä, jotka voivat varastoida enemmän energiaa. Vaikka litiummetallielektrodit lupaavat parantaa merkittävästi energiatiheyttä, niiden vakauden puute tarkoittaa, että akkujen käyttöikä on lyhyt ja niihin liittyy vakavia turvallisuusriskejä.
In a study published in the KeAi journal Green Energy & Environment, a group of researchers from Nankai University in China and the UK’s University of Cambridge, demonstrate a new method they have developed to stabilize lithium electrodes. It draws on an inverse-opal structured electrode interface protective film, that effectively controls the ion electrodeposition process on the electrode surface.
"Litium on aivan kuin kuriton lapsi", selittää yksi tutkimuksen kirjoittajista, Guoran Li, materiaalikemian professori Nankain yliopiston materiaalitieteen ja tekniikan korkeakoulusta. "Sen oikukas käyttäytyminen elektrodien reaktioprosessissa johtaa epätasaiseen elektrodin pintaan. ja teräviä dendriittejä, jotka voivat lävistää erottimen ja aiheuttaa tulipalon. Nämä tekevät akusta epävakaan ja vaarallisen."
Hallitsemaan tätä kurittomuutta Li ja hänen tutkijatoverinsa päättivät siirtyä pois perinteisestä menetelmästä, jota käytetään elektrodien pintojen suojaamiseen korroosiolta, ja kehittää kalvon, jolla on säännöllinen rakenne ja aktiivisia komponentteja litiumin käyttäytymisen hallitsemiseksi.
Hän sanoo: "Käänteisopaalirakenteen erittäin järjestetyt kanavat tasoittavat litiumionijakaumaa ja säätelevät tehokkaasti jokaista sähkösaostusprosessin vaihetta saavuttaakseen lopullisen tavoitteen, eli saadakseen litiummetallielektrodin toimimaan vakaasti akkujen suhteen. ”
Tutkimukseen ja tietojen kuratointiin johtaneen tohtoriopiskelijan Wu Xuewenin mukaan tämä on arvokas tutkimustulos litiummetallielektrodien alalla. "Tutkimuksemme osoittavat, että suojakalvon säännöllinen rakenne ja aktiiviset komponentit voivat tehokkaasti säädellä elektrodin reaktioprosessia lopullisen sähkökemiallisen suorituskyvyn parantamiseksi." Hän lisää: "Toivomme, että tutkimuksemme voi tarjota uuden näkökulman litiummetallielektrodien reaktioprosessin yksityiskohtaiseen tutkimiseen ja edistää korkean suorituskyvyn litiummetalliakkujen käytännön käyttöä."
- Tämän lehdistötiedotteen toimitti KeAi Communications Co.
