Kina oppnår gjennombrudd innen superbatterier til droner.

Kinesiske forskere har utviklet en ny metode for å forbedre ytelsen til litium-svovelbatterier betydelig, et gjennombrudd som kan gjøre det mulig for ubemannede luftfartøyer (UAV-er) å fly mye lenger på én lading.

Ny forskning publisert i Nature åpner nye veier mot mer holdbare og kraftige batterier for lavflyging og mange andre bruksområder.

For tiden bruker de fleste konvensjonelle droner litiumionbatterier, som nærmer seg energitetthetsgrensene. Energitettheten til disse batteriene – mengden elektrisk energi lagret per vektenhet – er vanligvis under 300 watt-timer/kg, noe som fører til «rekkeviddebekymringer» som begrenser flytiden.

Litium-svovelbatterier regnes som et lovende alternativ på grunn av deres teoretisk høye energitetthet, kombinert med rikelig med og lave kostnader til svovel.

I praksis står imidlertid denne typen batteri overfor en stor hindring fordi svovel under lading og utlading gjennomgår en kompleks kjemisk prosess som produserer mange oppløste mellomprodukter.

Disse mellomproduktene har en tendens til å diffundere utover, noe som bremser reaksjoner og sløser med energi.

Et forskerteam ledet av Tsinghua International Graduate School Shenzhen (Tsinghua SIGS) har foreslått en ny løsning ved å innlemme en "mellomliggende forløper" i den elektrokjemiske svoveliseringsprosessen.

Forsker Chu Quang Man fra denne skolen forklarte: «Tenk på det som et spesielt tilsetningsstoff som «ligger i dvale» inne i batteriet til det trengs. Når svovelreaksjonen starter, «våkner» dette tilsetningsstoffet rett på reaksjonsstedet og begynner å fungere.»

Ifølge ham vil dette molekylet binde seg til oppløste mellomprodukter når det aktiveres og forhindre at de driver bort. Det bidrar også til å bygge "hurtigbaner" for elektriske reaksjoner, noe som gjør hele prosessen mye smidigere og mer effektiv.

Forskningsteamet redesignet også reaksjonsnettverket på molekylært nivå. Det nyutviklede molekylet reduserer batteriets indre motstand med 75 % sammenlignet med konvensjonelle design.

I tester presterte den nye batteritypen stabilt gjennom 800 lade- og utladesykluser, og opprettholdt nesten 82 % av kapasiteten.

Enda mer bemerkelsesverdig er det at forskerteamet har bygget en praktisk prototype av et lommestørrelsesbatteri med en energitetthet på 549 watt-timer/kg, nesten det dobbelte av mange standardbatterier som for tiden brukes til droner. Dette har betydelige implikasjoner for droner – høyere energitetthet betyr lengre flytider, større nyttelast og større rekkevidde.

Forskerteamet mener at denne molekylære designstrategien også kan utvides til andre områder, inkludert flytbatterier, litiummetallbatterier og til og med direkte batteriresirkuleringsprosesser.

(VNA/Vietnam+)

Kilde: https://www.vietnamplus.vn/trung-quoc-dat-dot-phat-ve-sieu-pin-cho-uav-post1109908.vnp