Nanopóry v křemíku = lithium-iontové baterie s 10x vyšší kapacitou

Výzkumné týmy z Rice University a společnosti objevily novou metodu s pomocí které by mělo být možné zvýšit kapacitu až desetinásobně. Hlavní roli opět hrají .   

Sibani Lisa Biswal, pomocná profesorka docentka odborná asistentka biomolekulárního inženýrství, Michael Wong, profesor chemie a Steven Sinsabaugh z Lockheed Martin objevili způsob s pomocí kterého dokáží zvýšit schopnost absorbovat ionty lithia. Upozorňují, že jejich nový objev by mohl mít zcela zásadní vliv na vývoj a velkokapacitní úložná energetická zařízení.

„Anoda, čili záporný pól, dnešních baterií je vyroben z grafitu. To funguje. Je všude,“ popisuje Wong současný stav. „Je ale na hranici svých možností. Víc lithia do grafitu prostě narvat nejde,“ dodává jednoduše. Křemík má naproti tomu nejvyšší teoretickou kapacitu mezi jakýmikoliv materiály absorbovat či ukládat v sobě lithium.

lithium-iontové baterie - křemík nanopóry

dokáže ‚nasát‘ až 10x více lithia než , což je fantastické,“ dále vysvětluje Wong. „Ale po několika cyklech roztahování a smršťování se rozpadne.“ Některé jiné laboratoře se tento problém snažily řešit „kobercemi“ , ale tým z univerzity v Rice na to šel jinou cestou.

Do křemíkových udělali miniaturní dírky, vytvořili tzv. „nanopóry“ o velikosti několika mikronů (10 – 50). Tím dali křemíku dostatek prostoru k roztahování. A tak zatímco běžné dokáží udržet asi 300 mAh na gram kabronového anodového , upravený křemík by podle týmu dokázal teoreticky udržet až 10x takové množství energie.

Na výzkumu se začalo pracovat zhruba před třemi lety. Nanopóry je jednodušší vyrobit nežli . Objevují se, když je na jednotlivé strany křemíkového waferu aplikováno kladné a záporné napětí. Wafer se pak „vykoupe“ v hydrofluorovém rozpouštědle. „Atomy vodíku a fluoru se oddělují. Fluor útočí na jednu stranu křemíku a vytváří póry. Ty se formují vertikálně kvůli pozitivnímu a negativnímu napětí,“ popisuje princip tvorby nanopórů Biswal.

lithium-iontové baterie - křemík wafer nanopóry

Jak je vidět, jde o relativně jednoduchý proces, který by tak mělo být snadné reprodukovat na průmyslové bázi. Výhodou baterií s využitím zmíněného „děravého“ křemíku je i jejich životnost, která je vyšší než v případě křemíku potaženého nanodrátky.

tisková zpráva

39 komentářů u “Nanopóry v křemíku = lithium-iontové baterie s 10x vyšší kapacitou”

  1. Zdravím, jsem chemik a
    Zdravím, jsem chemik a překlad silicium z angličtiny na silikon je opravdu otřesný. Tak buď křemík nebo silicium, silikon je polymerní organokřemičitá hmota např. do implantátů nebo olejů. Nechte to korigovat alespoň někým, kdo má základní chemické vzdělání. Díky, M.

      1. uz je 2015 a trt
        uz je 2015 a trt makovy.

        buď to vsetci co sa niecim pochvalili do jedneho vo vsetko pekne kecaju alebo sme svedkami obrmega realnej brutal konspiracie, v ktorej sme otroci nemenným neznámym vykorisťovateľom ?

        kolky je toto uz pripad za par rokov ? 20-ty ?
        ja si myslim ze ide o preberanie sprav kde chcu byt citany alebo ine hoaxy a polopravdy, a najlepsie by bolo vsetko najskor overit.

        Po svete naviac koluje tolko nepravd a prekruteni co sa „stali“ pravdou..

        Najviac ma „seru“ realne odhady tvariace sa realne z realneho sveta na oficialnych strankach o dojazde / spotrebe a v skutocnej „realite“ je div dosiahnut aspon 50% tej hodnoty.

  2. Znamená to, že nebudu
    Znamená to, že nebudu muset smartfouny za megagigaprachy (ajfoun 5 a borůvku Z10) nabíjet při standartním používání – přečtu dvakrát denně maily a pět telefonátů a asi do dvaceti whatsappek – každej den ??????

    Znemená to, že mě nebude stát provoz mé obstarožní Oktávky s Tééé Dééé Íčkeeeem skoro čtyři litry za měsíc, jen při cestách po městě ????? A povinný ručení s výhrůžnejma dopisama od těch volů z české kanceláře zlodě – ehm .. pojistitelů, který se tak moudře počítá podle objemu ????

    Bojím se, že leda ho……o..
    Omlouvám se za skepsi životního praktika všem teoreticky zdatnejm laboratorním vědátorům…

  3. Zase dalsie blbosti pretoze
    Zase dalsie blbosti pretoze sa porovnava teoreticka kapacita anody kde uhlik moze byt vo forme grafitu, grafenu, soft carbon a hard carbon pricom specificke dopovane nano-uhlikove struktury maju kapacitu 1800mAh/g. Kremik bez dopantu nema ziadny zmysel to co je dolezite vediet nanostruktury kremika/xxx/xxxx vo forme nanovlakie s prekurzorom su pri presne definovaj strukture schopne ustat objemove zmeny pretoze v nano-mierke su objemove zmeny priemernych 60% pricom v mikro svete 400%.

  4. Spolocnost gwl power by sa
    Spolocnost gwl power by sa mala zamysliet nad tym ci by si nemali doplnit vzdelanie alebo aspon ziskat do tymu ludi ktory chapu princip elektrochemickeho uskladnenia energie pretoze inak si neviem vysvetlit tie BLBOSTI co maju winston battery na webovych strankach o bateriach zo sirnou katodou…….ide o totalny podvod kde si winston nedal ani tu namahu ze by vytvoril fiktivny graf vybijacej charakteristiky LSP ktory by zodpovedal realnej podobe cyklu baterie zo sirnou katodou urobili cisty podvod ktory jasne ukazuje ze len ponizli grafy z LFP baterii a prezentuju to ako LSP graf co je cista blbost……dalsia vec Y teda ytrium nema ziadny potencial ako aktivna hmota katody na baze LiFePO4 takze ide len o marketing……dalej vyjadrenie priamo Winston Chung-a a to uz skopirujem „Our team has been for 20 years to study rare earth lithium battery which is divided into two categories: First, rare earth lithium-sulfur battery whose energy density is 1000 WH / kg, which means that a car after a charger for 5 minutes can drive 1000 km. Second is rare-earth yttrium lithium storage battery whose single cell can achieve 700 Ah to 10,000 Ah. Two kinds of rare-earth batteries are at the leading level in the world.“ tak toto je najextremnejsia blbost aku kedy kto povedal a to neberiem do vuvahy ten podvod o litium-sira bateriach ktore su jasne podvod…….podme teraz k dokazom pri energetickej hustote 1000Wh/kg a prezentovanom dojazde 1000km pri priemernej spotrebe 170Wh/km jazdy je 1000km dojazd na jedno nabitie cca. 200kWh bateriovy modul ak teda chcete nabit tento modul do 5min je Vam jasne ze to nejde a to nielen kvoli obmedzeniam s pouziteho anodoveho materialu a aj kvoli nabijaciemu vykonu 3MWe a to je nerealizovatelne na standartnej sieti………

    1. Nejen A123. Obecně
      Nejen A123. Obecně jakékoliv lithium železo fosfátové akumulátory, zejména Thunder Sky, umožňují obrovské nabíjecí proudy. To, že se to skoro nevyužívá je věc jiná.

      Rovněž nové druhy akumulátorů jsou doslova na spadnutí. Lithium sírové akumulátory téže firmy mají být už na přelomu roku na trhu a pokud jsou jejich parametry realistické, tak to bude masakr, protože v tu chvíli se už ani u malých skůtrů nebavíme o desítkách km dojezdu ale o stovkách.

      Viz: http://gwl-power.tumblr.com/post/883971841/new-lithium-yttrium-sulfur-liys-batteries

    2. Nejde o to, že bychom byli
      Nejde o to, že bychom byli malý, tudíž nezajímavý, trh jako takový, ale spíš o to, že pouze malá část toho trhu je dostatečně informována a ještě menší už nějaké to elektrovozítko vlastní..

      Onehdy když jsem chtěl znát bližší info o LiFePO bateriích, které jsem se nedočetl tady, tak jsem napsal přímo do ThunderSky a odpověděli mi do druhého dne…
      Technické parametry a ceny baterií i nabíjecích stanic, ale také informaci o tom, že mají nastavený limit na Ah zasílaných baterií..

        1. 24.2. 2010, 07:56
          Hi

          24.2. 2010, 07:56
          Hi Falkon,
          Happy Chinese New Year! I am so sorry to be back to you so late, because we were on new year holiday in the past 2 weeks.
          The EXW price of our TS-LP12V160AH(B) is 960USD/pcs, and we have MOQ for such model, the MOQ is 300,00AH for one order.
          About the price of the charger we need to know how many pcs batteries and which model you want to charge together, after get that information we can make a quotation, becasue that two datas decided the price.
          Wish you all the best.
          Cindy Chen
          ________________________
          Šlo o 12V 160 AH baterii (~2 kwh), čili do toho limitu by se vešla jen jedna, což je sakra málo, uvážím-li třeba Peugeot 106 od EKOLO, který měl spotřebu 12 kwh/100km

          1. Nicméně od té doby vývoj
            Nicméně od té doby vývoj pokročil, takže bych jim pošlu dotaz, kolik že to stojí větší LiSPO baterie…
            Třeba WB-LSP30000AHA – 30 kwh v bedně o něco málo menší než mini pračka, to nezní špatně.. Tam by ekvivalentní omezení na 1 ks nebyl problém… 😀

            w w w.thunder-sky.com/products_en.asp?fid=66&fid2=129&page=2

            A vidím, že firma, která je spolkla vyrábí i auta – a s celkem zajímavými prametry:
            w w w.thunder-sky.com/pdf/2011221115810.pdf

            1. To je sice hezké že do
              To je sice hezké že do pračky naložím 60kWh, ale 2V jsou prakticky nevyužitelné. Pokud by se z toho poskládalo nějaké použitelnější napětí, řekněme 100V, tak je potřeba 50baterií => 3MWh, 15.5tun. To by nebylo špatné do lokomotivy, ale pro elektromobil to není.
              w w w.arrowline.cz/kolejova-vozidla-tahace.html#lokomotivy

            2. Odpověď typicky
              Odpověď typicky blesková:

              Dear Falkon,

              Thanks for your enquiry.

              1) Sorry, I could not quote you the exact price for LSP battery, because they are under trial production.

              2) EV7700= US$38800(EXW)
              EV8800=US$68000(EXW)

              3) For more information, please visit our website w w w.thunder-sky.com/products.asp

              Thank you and best regards!

              Christina Fan
              _____________________________
              Pozn.:
              EV7700 – cca 680 000 CZK bez DPH
              EV8800 – 1 1900 000 CZK bez DPH
              Oba vozy mají dojezd přes 300 km, při vypnuté klimatizaci přes 400 km, doba nabíjení je 3h nebo 20 minut.

Napsat komentář