• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Forskare ett steg närmare att skapa ekologiska batterier

    Forskare från York University har upptäckt ett sätt att göra litiumdrivna batterier mer miljövänliga med bibehållen prestanda, stabilitet och lagringskapacitet. Deras senaste genombrott är skapandet av en ny kolbaserad organisk molekyl som kan ersätta den kobolt som nu används i katoder eller positiva elektroder i litiumjonbatterier. Det nya materialet åtgärdar bristerna i det oorganiska materialet samtidigt som prestanda bibehålls. Kredit:Paola Scattolon

    Forskare från York University har upptäckt ett sätt att göra litiumdrivna batterier mer miljövänliga med bibehållen prestanda, stabilitet och lagringskapacitet.

    Litiumjonbatterier använder giftiga, tungmetaller som kan påverka miljön när de utvinns ur marken och är svåra att bortskaffa på ett säkert sätt. Kobolt är en av dessa tungmetaller, används i batterielektroder. En del av problemet är att litium och kobolt inte är rikligt tillgängliga, och förråden minskar.

    Att använda organiska material är vägen framåt och det har forskare som professor Thomas Baumgartner vid naturvetenskapliga fakulteten och hans team sysselsatta med att utveckla och testa nya molekyler för att hitta de rätta för att ersätta de sällsynta metaller som för närvarande används.

    "Ekologiska elektrodmaterial anses vara extremt lovande material för hållbara batterier med hög effektkapacitet, " han säger.

    Deras senaste genombrott är skapandet av en ny kolbaserad organisk molekyl som kan ersätta den kobolt som nu används i katoder eller positiva elektroder i litiumjonbatterier. Det nya materialet åtgärdar bristerna i det oorganiska materialet samtidigt som prestanda bibehålls.

    "Elektroder gjorda av organiska material kan göra storskalig tillverkning, återvinning eller kassering av dessa element mer miljövänligt, " säger Baumgartner. "Målet är att skapa hållbara batterier som är stabila och har lika bra om inte bättre kapacitet."

    Forskningen publiceras och visas på omslaget till marsupplagan av tidskriften Batterier &Supercaps , en ChemPubSoc-publikation.

    "Med denna speciella klass av molekyler som vi har gjort, den elektroaktiva komponenten är mycket lämplig för batterier då den är mycket bra på att lagra elektriska laddningar och har god långtidsstabilitet, " han säger.

    Baumgartner och hans grupp rapporterade tidigare om den elektroaktiva komponenten i en artikel publicerad i tidskriften Advanced Energy Materials.

    "Vi har optimerat den här elektroaktiva komponenten och lagt den i ett batteri. Den har en mycket bra spänning, upp till 3,5 volt, det är verkligen där nuvarande batterier är nu, " säger han. "Det är ett viktigt steg framåt för att göra helt ekologiska och hållbara batterier."

    Baumgartner, tillsammans med postdoktorala forskarna Colin Brides och Monika Stolar, har också visat att detta material är stabilt i långtidsdrift med förmågan att ladda och ladda ur under 500 cykler. En av nackdelarna med oorganiska elektroder är att de genererar betydande värme vid laddning och kräver begränsade urladdningshastigheter av säkerhetsskäl. Denna nya molekyl åtgärdar den bristen.

    Nästa steg, säger Baumgartner, är att förbättra kapaciteten ytterligare. Hans team utvecklar för närvarande nästa generation av molekyler som visar lovande att kunna öka nuvarande kapacitet.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com