Ścigacz.pl

Naukowcy odkryli nowy materiał na bazie krzemianów skalnych, który w przyszłości może zastąpić lit w bateriach pojazdów elektrycznych, a więc i motocykli zasilanych prądem. 

Ten innowacyjny materiał może prowadzić do powstania nowych, tańszych i mniej wrażliwych na wilgoć urządzeń magazynujących energię. Mohamad Khoshkalam, badacz z politechniki duńskiej, stwierdził, że materiał na bazie krzemianów skalnych może doskonale sprawdzić się jako elektrolit w stałym stanie skupienia. Krzemiany potasu i sodu, które są składnikami krzemianów skalnych, należą do najbardziej powszechnych minerałów na Ziemi. Badacz podkreśla, że materiał ten przewodzi jony w wysokich temperaturach i jest niewrażliwy na wilgoć.

 "Potencjał krzemianu potasu jako elektrolitu w stałym stanie jest znany od dawna, ale moim zdaniem był ignorowany z powodu wyzwań związanych z wagą i rozmiarem jonów potasu" - wyjaśnia Mohamad Khoshkalam. "Jony są duże i dlatego poruszają się wolniej" - dodaje naukowiec.

Krzemiany skalne można znaleźć w zwykłych kamieniach zbieranych na plaży czy w ogrodzie. Istotną zaletą nowego materiału jest jego odporność na wilgoć, co pozwala na formowanie go w cienką warstwę papierową wewnątrz baterii. Ekstrakt z krzemianów to tani, ekologiczny materiał, który ma potencjał zastosowania w szerokim zakresie aplikacji.

Jednakże, jony w płynnych elektrolitach litowych lub elektrolitach w stałym stanie poruszają się szybciej niż jony w krzemianach skalnych. Dzieje się tak, ponieważ krzemiany skalne są większe i cięższe. Khoshkalam odkrył sposób na to, aby jony poruszały się nawet szybciej w krzemianach skalnych niż w elektrolitach litowych.

"Pierwszy pomiar z komponentem baterii ujawnił, że materiał ma bardzo dobrą przewodność jako elektrolit w stałym stanie. Nie mogę ujawnić, jak opracowałem ten materiał, ponieważ receptura i metoda są teraz opatentowane," mówi Khoshkalam. Wiemy jednak, że duński naukowiec stworzył elektrolit w stałym stanie, cienki jak papier, umieszczony między anodą a katodą w ogniwie baterii. Osiągnął to, tworząc proszek na bazie krzemianu potasu i łącząc go z lepiszczem i rozpuszczalnikiem. Następnie ciekły roztwór wlewany jest do walca, który rozprowadza materiał w cienką warstwę.

Materiał formowany jest w cienkie białe taśmy i suszony w klastrze taśm, z możliwością produkcji do 10 metrów taśmy na raz. Następnie elektrolit w stałym stanie przenoszony jest do pudełka, gdzie jest montowany w ogniwo baterii wraz z anodą i katodą.

Poza odpornością na wilgoć, nowy materiał jest również znacznie tańszy, jednak mimo dotychczasowych postępów, baterie w stałym stanie oparte na krzemianach potasu i sodu mają niski poziom gotowości technologicznej. Naukowcy z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego przewidują, że może minąć co najmniej 10 lat, zanim baterie na bazie krzemianów skalnych zostaną zintegrowane w pojazdach elektrycznych.