Es wurde eine Anode geschaffen, die das Laden von Lithium-Ionen-Batterien erheblich beschleunigt

Trotz aller Versuche, einen würdigen Ersatz für Lithium-Ionen-Batterien zu finden, sind sie auf dem Energiespeichermarkt weiterhin führend. Daher suchen Wissenschaftler nicht nur nach Alternativen, sondern auch an der Verbesserung der vorhandenen Batterie.

Ein niederländisches Forschungsteam hat daher ein neues Batteriedesign vorgeschlagen und bereits getestet, das deutlich schnellere Ladegeschwindigkeiten verspricht. Und das alles dank der neuen Architektur der Anode aus Niob-Wolframoxid.

Wie die neue Anode erstellt wurde

Die wissenschaftliche Gruppe hat das Prinzip der Bewegung von Lithium zwischen den Elektroden (in der Batterie) gründlich untersucht Die Universität Twente schlug ein neues Design der Anode vor, in dessen Architektur es besondere gibt Nanokanäle. Aufgrund dessen verläuft der Fluss der Lithiumionen viel schneller und mit weniger Verzögerungen.

Um eine solche neue Anode zu erhalten, wurde beschlossen, den klassischen Graphit aufzugeben und durch ein vielversprechendes Material zu ersetzen - Wolfram-Nioboxid (NbWO).

Dieses Material wurde erstmals 2018 von Ingenieuren an der Universität Cambridge in Batterien verwendet Sie berechneten und entwarfen auch eine Batterie, die in Bezug auf die Geschwindigkeit sehr gute Ergebnisse zeigte Laden / Entladen.

Die Ingenieure der Universität gingen einen etwas anderen Weg und beschlossen, das Material zu testen, wenn seine Partikel auf Nanoskala reduziert werden.

Dafür wurde beschlossen, sich zu entzünden NbWO und dadurch Nanopartikel mit einer Größe von 10 bis 100 Nanometern erhalten.

Die Besonderheit dieser Mikropartikel war also, dass sie, wie sich herausstellte, Lithiumionen an ihren Grenzen fast ungehindert passieren konnten.

Neue Anodentests und wo sie angewendet werden können

Sobald die neue Anode empfangen wurde, begann das Team mit dem aktiven Testen der neuen Batterie. Es stellte sich also heraus, dass die Lithiierungsrate von Wolframniobiumoxid signifikant zunimmt, wenn die Nanopartikel in der Anode eine Größe von 100 Nanometern nicht überschreiten.

Trotz dieser ermutigenden Tests haben die Ingenieure es nicht eilig, laute Aussagen zu machen. Und das alles, weil die neue Batterie einen erheblichen Nachteil hat: Ihre Abmessungen sind viel größer als bei Lithium-Ionen-Gegenstücken mit Graphitanode.

Aus diesem Grund ist das Anwendungsgebiet neuer Batterien nicht so breit. Beispielsweise können in Elektrofahrzeugen solche Batterien nicht verwendet werden. Da in diesem Fall die Batterie einfach nicht ins Auto passt.

Durch schnelles Laden / Entladen neuer Batterien können diese jedoch beispielsweise in Systemen verwendet werden Akkumulation bei der Erzeugung von sogenannter grüner Energie (Sonnenkollektoren, Windgeneratoren und usw.). Darüber hinaus können die neuen Batterien in stationären Kraftwerken eingesetzt werden.

Die Arbeiten zur Modernisierung bestehender Proben werden fortgesetzt, und die Wissenschaftler hoffen, dass sie die Parameter der neuen Batterie optimieren können. Und damit die Attraktivität für die kommerzielle Nutzung erhöhen.

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