Svetlo by umožnilo nabíjať batérie elektromobilov oveľa rýchlejšie

Technológie
0

Vedci z Argonne National Laboratory patriaceho americkému ministerstvu energetiky (DOE) zverejnili nový mechanizmus na urýchlenie nabíjania lítiovo-iónových batérií pre elektrické vozidlá. Zistili, že vystavenie katód lúču koncentrovaného svetla dvojnásobne skracuje dobu nabíjania takýchto batérií. V prípade komercializácie by táto technológia mohla zmeniť paradigmu v nabíjaní elektromobilov.

Rýchlosť nabíjania zostáva kritickou výzvou, ktorá bráni masovejšiemu rozšíreniu elektrických vozidiel. Nabitie vybitej batérie trvá zvyčajne asi 8 hodín. Existujú síce ultrarýchle nabíjacie stanice, ktoré nabíjajú batérie vyšším prúdom, ale priveľa prúdu za príliš krátky čas znižuje výkon batérie. Lítiovo-iónové batérie pre vozidlá sa obvykle nabíjajú pomaly, aby sa dosiahla úplná elektrochemická reakcia. Tá zahŕňa odčerpanie lítia z oxidovej katódy a jeho uloženie do grafitovej anódy.

Elektródy dnešných Li-ion batérií sú uložené v puzdre. Nová technológia využívajúca asistenciu svetla pracuje s priehľadným kontajnerom, ktorý umožňuje koncentrovanému svetelnému lúču osvetľovať elektródy batérie počas nabíjania. Vedci predpokladali, že počas nabíjania bude biele svetlo priaznivo interagovať s typickým katódovým materiálom, ktorým je oxid lítno-mangánový, skrátene LiMn204 (LMO).

Kľúčové pri tejto reakcii je vzájomné pôsobenie svetla s LMO, polovodičovým materiálom, o ktorom je známe, že interaguje so svetlom. Pri absorpcii fotónov počas nabíjania mení prvok mangán v LMO svoj stav nabitia z trojmocného na štvormocný. V reakcii na to sa ióny lítia z katódy uvoľňujú rýchlejšie, ako by to bolo bez fotónovej excitácie. Rýchlejšia reakcia v batérii viedla k jej rýchlejšiemu nabíjaniu bez zníženia výkonu alebo skrátenia životnosti.

Úrad pre automobilové technológie DOE identifikoval rýchle nabíjanie ako hlavný problém pri hromadnom rozšírení elektromobilov a stanovil cieľ dosiahnuť 15-minútovú dobu nabíjania. Tento výskum by mohol byť kľúčom k dosiahnutiu tohto cieľa. Štúdia s názvom Photo-accelerated fast charging of lithium-ion batteries bola publikovaná v časopise Nature Communications.

Zdroj: sciencedaily.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články
svetlo auto bateria elektrina energia

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať