Jeszcze więcej energii w mniejszej objetości

Fot. Pixabay CC0

Jednym z największych wyzwań fizyki wciąż pozostaje uzyskanie jak największej energii przy jak najmniejszych rozmiarach baterii. Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda opracowali elektrochemiczny system, który pozwala przechowywać duże jej ilości między ultracienkimi przestrzeniami grafenu i innych dwuwymiarowych materiałów.

Podczas swoich badań badacze zauważyli, że układając arkusze cienkich materiałów obok siebie, można znacznie poprawić akumulację w nim ładunku. Działa tu fizyczne zjawisko znane jako siły van der Waalsa, które są słabymi oddziaływaniami. Działają one w oparciu o liczbę atomów i bliskość materiałów, a nie bezpośrednio interakcje chemiczne.

Nie jest to bez znaczenia. Tradycyjne techniki ulepszania elektrod w akumulatorach litowo-jonowych są ograniczone do pierwiastków i związków, które są kompatybilne chemicznie i strukturalnie, takich jak kobalt czy nikiel. Bazując na siłach van der Waalsa, naukowcy odkryli, że mogą łączyć dwa zupełnie dowolne materiały w celu stworzenia nowego środowiska elektrochemicznego.

Podczas badań ułożono warstwy azotku boru, grafenu i dichalkogenku molibdenu i wstrzyknięto pomiędzy nie jony litu. "Stworzyliśmy unikalne środowisko elektrochemiczne, które możemy mierzyć, kontrolować i dostrajać do przechowywania większej ilości jonów litu przez dłuższy czas i przy pożądanym napięciu." - powiedziała Bediako. Im więcej jonów „wcisnąć" w przestrzeń, tym większa pojemność baterii, a im łatwiej się one pojawiają, tym wyższe napięcie.

(KB)