Nová technologie baterií zvyšuje bezpečnost elektromobilů.

Přestože je technologie pevných baterií na bázi hořčíku stále ve fázi výzkumu, přitahuje pozornost díky své vynikající životnosti ve srovnání s tradičními konstrukcemi.

Přestože je považována za slibnou alternativu k technologii lithium-iontových baterií kvůli svému potenciálu pro bezpečnost a nižší náklady na materiál, nežádoucí reakce na rozhraní mezi polovodičovými hořčíkovými komponentami baterie vedou ke sníženému výkonu a zkrácení životnosti baterie.

Průmysl pracuje na tom, aby byly baterie pro elektromobily bezpečnější a odolnější.

FOTO: REUTERS

Výzkumný tým na Univerzitě Tóhoku (Japonsko) našel způsob, jak transformovat chemické reakce, které obvykle snižují výkon baterie, na mechanismy, které zlepšují stabilitu a transport iontů. Zjistili, že tyto reakce na spojích nemusí být nutně eliminovány; místo toho jejich pečlivé řízení může zlepšit mobilitu hořčíkových iontů v baterii a zároveň zachovat dlouhodobou stabilitu.

Výzkumný tým vyvinul anodovou elektrodu ze slitiny hořčíku a cínu (Mg-Sn) pro vyvážení chemické reaktivity a transportu iontů. Vyladěním povrchu a vnitřní struktury anody vytvořili podmínky, které podporovaly rovnoměrnější ukládání hořčíku a plynulejší pohyb iontů během nabíjení a vybíjení.

Profesor Hao Li z Ústavu pro pokročilý materiálový výzkum na Univerzitě Tóhoku řekl: „Po dlouhou dobu byly reakce na rozhraní považovány za něco, čemu je třeba se vyhnout. Náš výzkum však ukazuje, že když jsou tyto reakce pečlivě regulovány, nikoli potlačovány, mohou pomoci hořčíkovým bateriím v pevné fázi fungovat mnohem efektivněji.“

Video ukazuje testování technologie „zapalování baterií“ v elektromobilech v Číně.

Klíč k pokroku v technologii polovodičových hořčíkových baterií.

Pro výrobu vylepšené anody výzkumný tým zapracoval cín do hořčíku, čímž vznikla stabilní sloučenina _Mg₂Sn , která pomáhá regulovat reakce v baterii. Tým testoval různé slitiny na bázi hořčíku s různými subfázemi, aby určil složení, které poskytovalo nejlepší elektrochemický výkon, a poté vyhodnotil materiály za provozních podmínek baterie, přičemž měřil faktory, jako je transport iontů, stabilita rozhraní a chování v cyklech.

Výsledky ukázaly, že optimalizovaná slitina Mg-Sn poskytovala nejlepší celkový výkon a během testování polovodičových baterií si udržovala stabilní provoz po dobu více než 1300 hodin. Tato slitina také prokázala 400krát delší cyklus nabíjení/vybíjení než čistý hořčík, což dokazuje významné zlepšení životnosti baterie.

Výzkumníci naznačují, že budoucí vývoj baterií by se měl zaměřit nejen na zlepšení iontové vodivosti, ale také na řízení chemických reakcí probíhajících na těchto rozhraních. Jejich zjištění naznačují, že současné vyvážení reaktivity a transportu iontů by mohlo poskytnout novou strategii návrhu pro budoucí systémy polovodičových baterií.

Zdroj: https://thanhnien.vn/cong-nghe-pin-moi-giup-xe-dien-an-toan-hon-185260527143149412.htm