Een drietal onderzoekers van de Universiteit van Wollongong, in Australië, heeft een overzicht gepubliceerd van de huidige stand van zaken op het gebied van kalium-ionbatterijtechnologie. In hun Review-stuk gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , Wenchao Zhang, Yajie Liu, en Zaiping Guo benadrukken de huidige wegversperringen die wijdverbreid gebruik van de batterijtechnologie in de weg staan ​​en mogelijke oplossingen daarvoor.

Lithium-ionbatterijen zijn zeer nuttig gebleken, vooral in de afgelopen tijd, omdat ze worden gebruikt om een ​​breed scala aan apparaten van stroom te voorzien, van smartphones tot elektrische auto's. Maar lithium is vrij zeldzaam, wat betekent dat de kosten ervoor zullen stijgen naarmate de voorraden krapper worden. Om die reden, wetenschappers zijn op zoek naar een alternatief. Een alternatief dat de laatste tijd veel aandacht heeft gekregen, is kalium-ion - het is overvloedig en goedkoop. Maar het heeft ook vijf belangrijke wegversperringen, merken de onderzoekers op.

De eerste wegversperring is lage diffusie, wat betekent dat de kaliumionen langzaam door een vaste elektrode bewegen. De onderzoekers suggereren dat vooruitgang in nanomaterialen en nanostructuren kan leiden tot manieren om dit probleem op te lossen.

De tweede wegversperring heeft te maken met de veranderingen in volume die kalium ondergaat wanneer het eerst een lading accepteert en vervolgens weer loslaat. Herhaalde cycli leiden tot afbraak van het materiaal, wat resulteert in de ontwikkeling van dode gebieden en uiteindelijk, batterij storing. Mogelijke oplossingen zijn onder meer het gebruik van nanodeeltjesclusters.

Het derde probleem betreft de nevenreacties die plaatsvinden die tot afbraak kunnen leiden. De onderzoekers verwachten dat er binnenkort additieven worden gevonden om ze te voorkomen.

Het vierde probleem is de groei van dendrieten die tot kortsluiting kunnen leiden. Opnieuw, de onderzoekers suggereren dat de introductie van de juiste oplosmiddelen ze moeten kunnen voorkomen.

En tenslotte, het vijfde probleem is een slechte warmteafvoer, wat kan resulteren in zeer hete batterijen of zelfs thermische runaway. De onderzoekers suggereren dat studie van elektrodematerialen, celconfiguratie en elektrolyten zouden op een gegeven moment moeten leiden tot een manier om het probleem op te lossen.

De onderzoekers concluderen door te suggereren dat de problemen die inherent zijn aan het gebruik van kalium in batterijen niet onoverkomelijk lijken, maar erken dat het wel 20 jaar kan duren om ze allemaal uit te zoeken.

© 2019 Wetenschap X Netwerk