OTPORNIK.info
Elektronika oko nas
Ads

Vodootporne Litijum-vazduh baterije


Kompanija PoliPlus (PolyPlus) iz Kalifornije, razvija lagane baterije velike energije koji koriste okolni vazduh kao katodu. PoliPlus radi sa partnerskom firmom na razvoju jednokratnih litijum metal-vazduh baterija za Vladu, i očekuje da će ove baterije biti na tržištu za nekoliko godina. Kompanija takođe ima i punjive litijum metal-vazduh akumulatore u ranim fazama razvoja koji bi eventualno mogli pokretati električna vozila mnogo duže između dva punjenja od dosadašnjih.

Interest za litijum metal-vazduh baterijama je porastao poslednjih nekoliko godina, zajedno sa zahtevom za laganijim izvorima energija za uređaje od hibridnih vozila do lapotopova. U litijum-jon baterijama, elektrode su napravljene od materijala poput grafita, dok kod litijum-metal baterija, anoda je celokupno napravljena od litijum metala, a okolni vazduh se ponaša kao katoda.

Litijum-metal baterije se približavaju po gustini energije gorivim ćelijama bez potrebe za spoljnim dovođenjem goriva; u teorijim maksimalna gustina je preko 5000Wh/kg ili više od 10 puta od današnjih litijum-jon baterija. Litijum metal-vazduh baterije su takođe veoma lagane zato što ne moraju imati drugi reaktant. Litijum metal je “Sveti Gral u baterijskim materijalima,” kaže Stiven Visko (Steven Visco), šef tehničkog odeljenja i osnivač PoliPlus kompanije.

waterproof lithium air battery

Korišćenje litijum metala kao elektrode se, međutim, pokazalo problematično, uglavno iz razloga što materijal reaguje brzo i nasilno sa vodom. “Ljudi su razmišljali od litijum-vazduh baterijama decenijama, ali uvek postoji voda u vazduhu,” kaže Visko. Izloženost čak i tragovima vode rapidno degradira materijal.

PoliPlus je rešio ovaj problem razvijanjem, kako kompanija naziva “zaštićene litijum elektrode.” Uređaj se sastoji od ravnog, četvrtastog parčeta litijum metala obloženog sa obe strane sa keramičkim elektrolitskim materijalom nazvanim lisikon (lisicon). Čvrsti elektrolit je neprobojan za vodu ali propušta litijumske jone. Drugi premaz štiti elektrolit od reakcije sa litijum metalom. Na kraju, ivice uređaja su zapečaćene sa aluminijum-polimer laminatom sličnim kesi za čips. Laminat obezbeđuje zaštitu od vode, fleksibilan je i ne stvara naprezanje kad se elektroda širi pri upotrebi.

Kad se litijum-metal elektroda stavi u vodu, litijumski joni cure napolje i reaguju sa kiseonikom rastvorenim u vodi ili sa samom vodom. Da bi se napravila litijum metal-vazduh baterija, uređaj se puni sa gas-difuzionim elektrodama sličnim onima koje se koriste u cink metal-vazduh baterijama. Kada se baterija uključi, elektroda uvlači kiseonik kroz membranu radi reakcije sa litijumskim jonima. Ali za razliku od cink metal-vazduh baterija, ovi uređaji se neće samoisprazniti tokom vremena. “Možete ostaviti bateriju na polici mesecima i očekivati da i dalje radi zato što postoji membrana koja je štiti,” kaže Visko. A budući da je bazirana na visokoenergetskom litijum metalu, ove baterije traju duže i snažnije su od cink-vazduh baterija.

PoliPlus trenutno testira litijum metal-morska voda baterije zajedno sa Istraživačkim Institutom Monterej Bej Akvarijum (Monterey Bay Aquarium Research Institute, MBARI) radi utvrđivanja da li mogu da izdrže realne uslove rada. Jedna od briga je da li će se mikroorganizmi iz okeana razvijati na površini baterije i uticati na rad, iako su preliminarni testovi pokazali dobre rezultate.

Litijum-metal baterije imaju potencijal da se koriste za podvodne aplikacije, kaže Džejms Belingam (James Bellingham), načelnik tehnolog u MBARI. Najveći deo istraživanja okeana se nalazi u blizini obale iz razloga što, kako Belingam kažem “u okeanu nema utičnica” za punjenje autonomnih podvodnih vozila koje patroliraju morima. Energetski gušće baterije bi omogućile mnogo bolji pregled efekata promene klime na planetu, kaže Belingam.

Komentari su onemogućeni.