Ingenieurs van de Universiteit van Tokyo pionieren voortdurend met nieuwe manieren om batterijtechnologie te verbeteren. Professor Atsuo Yamada en zijn team hebben onlangs een materiaal ontwikkeld dat de levensduur van batterijen aanzienlijk kan verlengen en hogere capaciteiten kan opleveren. ook.

Van smartphones tot pacemakers en auto's, batterijen voeden een groot deel van onze wereld en hun belang blijft alleen maar groeien. Er zijn twee specifieke aspecten van batterijen die volgens velen moeten worden verbeterd om aan onze toekomstige behoeften te voldoen. Dit zijn de levensduur van de batterij en ook de capaciteit - hoeveel lading deze kan opslaan.

De kans is groot dat uw apparaten een type batterij gebruiken die een lithium-ionbatterij wordt genoemd. Maar een andere soort op basis van natrium in plaats van lithium kan binnenkort gemeengoed worden. Beide soorten batterijen kunnen een grote hoeveelheid lading opslaan en leveren, dankzij de manier waarop samenstellende materialen elektronen doorgeven. Maar zowel in lithium- als in natriumbatterijen, herhaalde laad- en gebruikscycli kunnen de opslagcapaciteit in de loop van de tijd aanzienlijk verminderen.

Binnen een typische batterij, er zijn lagen metaalachtig materiaal. Terwijl batterijen worden opgeladen en ontladen, deze lagen verslechteren en ontwikkelen barsten of schilfers - stapelfouten genoemd - die het vermogen van de batterijen om lading op te slaan en af ​​te geven verminderen. Deze stapelfouten treden op omdat het materiaal bij elkaar wordt gehouden door een zwakke kracht die de Van der Waals-kracht wordt genoemd, die gemakkelijk overweldigd wordt door de stress die op de materialen wordt uitgeoefend tijdens het opladen en gebruik.

Yamada en collega's toonden aan dat als de batterij is gemaakt met een modelmateriaal - zuurstof-redox-gelaagd oxide (Na ₂ RuO ₃ ) - dan gebeurt er iets opmerkelijks. Niet alleen neemt de degradatie van laad- en ontlaadcycli af, maar de lagen repareren zichzelf eigenlijk zelf. Dit komt omdat het materiaal dat de onderzoekers hebben aangetoond vastgehouden wordt door een kracht die coulombische aantrekkingskracht wordt genoemd. die veel sterker is dan de Van der Waals-kracht.

"Dit betekent dat batterijen een veel langere levensduur kunnen hebben, maar ze kunnen ook verder worden geduwd dan niveaus die ze momenteel beschadigen, "Zei Yamada. "Het verhogen van de energiedichtheid van batterijen is van het grootste belang om elektrisch vervoer te realiseren."