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Russische Wissenschaftler haben einen neuen Batterietyp entwickelt, der sicher ist und zehnmal schneller aufgeladen wird als Lithium-Ionen-Batterien

Ingenieure der St. Petersburg State University haben einen völlig neuen Typ von Polymerbatteriezellen entwickelt. Auf dieser Basis hergestellte wiederaufladbare Batterien konnten zehnmal schneller aufgeladen werden. Lithium-Ionen-Analoga zeigten außerdem eine erhöhte Kältebeständigkeit und sind praktisch sicher für Ökologie.

Darüber hinaus enthalten die neuen Batterien kein gefährliches Lithium, was bedeutet, dass sie auch feuerfest sind.

Demonstration neuer Materialien und darauf basierender Batterien am Institut für Elektrochemie der St. Petersburg State University / © Pressedienst der St. Petersburg State University
Demonstration neuer Materialien und darauf basierender Batterien am Institut für Elektrochemie der St. Petersburg State University / © Pressedienst der St. Petersburg State University

Neuentwicklung von Wissenschaftlern

Russische Wissenschaftler entwickeln seit drei Jahren ein neues Polymer und beschreiben das Polymer selbst sowie Die Ergebnisse der Laborexperimente wurden auf den Seiten des Peer-Review-Chemieportals veröffentlicht Europa.

Die Idee, ein solches Polymer herzustellen, entstand bereits im Jahr 2016, und zu diesem Zeitpunkt begann die aktive Arbeit an der Suche nach vielversprechenden Polymerelektroden für neue Speicherbatterien.

Als Ergebnis der geleisteten Arbeit kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass es mindestens zwei Entwicklungsrichtungen gibt:

1. Die Verwendung neuer Materialien in Form einer Schutzhülle in herkömmlichen Batterien.

2. Oder machen Sie sofort aktive Elemente aus neuen Polymeren.

Demonstration neuer Materialien und darauf basierender Batterien am Institut für Elektrochemie der St. Petersburg State University / © Pressedienst der St. Petersburg State University

In zahlreichen Tests wurden verschiedene Kombinationen erarbeitet, so dass es den Wissenschaftlern immer noch gelang, eine stabile Option zu finden.

Es stellte sich heraus, dass es sich um ein komplexes Element aus einer langen Kette von Nickelkomplexen mit Liganden (NiSalen) handelt. So werden Nitroxylfragmente - organische Radikale, die Stickstoff und Sauerstoff enthalten - an einen mikroskopischen Faden gebunden.

Es stellte sich heraus, dass das erhaltene Element am schnellen Prozess der Akkumulation und Freisetzung von Ladung teilnehmen konnte.

Und es stellt sich heraus, dass in der neuen Zelle absolut kein Lithium vorhanden ist, ein ziemlich gefährliches Metall, das für die erhöhte Brandgefahr in der Zelle verantwortlich ist, wenn es mechanisch beschädigt, überhitzt oder kurzgeschlossen wird.

Und in der Rolle der Anode entschieden sich die Wissenschaftler für eine Lösung auf Graphitbasis (aber in Zukunft kann dieses Element auch durch ein vielversprechenderes Material ersetzt werden).

Demonstration neuer Materialien und darauf basierender Batterien am Institut für Elektrochemie der St. Petersburg State University / © Pressedienst der St. Petersburg State University

Testergebnisse und Perspektiven

Im Verlauf von Labortests zeigte das von russischen Wissenschaftlern erzeugte Polymer hervorragende Ergebnisse. Nach 2000 Entlade- / Ladezyklen behielt die Batteriezelle etwa zwei Drittel ihrer ursprünglichen Kapazität bei.

Und laut den Ingenieuren funktioniert die neue Batterie perfekt, ohne ihre ursprünglichen Eigenschaften bis zu einer Temperatur von minus 40 Grad Celsius zu verlieren.

Der einzige wesentliche Nachteil der neuen Batterie besteht darin, dass ihre spezifische Kapazität 30 bis 40% unter der moderner Batterien liegt.

Wissenschaftler arbeiten an Optionen zur Erhöhung der Kapazität, sagen jedoch sofort, dass sie diesbezüglich keine signifikanten Durchbrüche erwarten. Dieser Nachteil wird jedoch durch die Ladegeschwindigkeit mehr als ausgeglichen, da sie zehnmal schneller ist als die von Lithium-Ionen-Batterien.

Derzeit arbeiten Wissenschaftler daran, die Technologie für den industriellen Einsatz anzupassen. Nach vorläufigen Berechnungen wird dies etwa zwei Jahre dauern.

Warten wir ab, und es ist durchaus möglich, dass bald inländische Speicherbatterien, die mit neuen Technologien hergestellt wurden, auf den Märkten erscheinen.

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