Az NJSZT blogja a legfejlettebb infokom technológiákról

Jelenből a Jövőbe

Új anyagokkal gyorsabban töltődnek fel az elemek?

2018. augusztus 22. - ferenck

Cambridge-i kutatók komplex kristályszerkezetű anyagokkal kísérletezve megállapították, hogy a lítium-ionok sokkal hamarabb mennek át rajtuk, mint a tipikus elektródaanyagokon. A kísérlet gyorsabban töltődő elemekben konkretizálódhat.

Tipikus ciklusokban használva, a nióbium volfrámoxidok néven ismert anyagok nem eredményeznek nagyobb energiasűrűséget, gyors feltöltési alkalmazásokhoz viszont nagyon jók. Fizikai szerkezetükből és vegyi „viselkedésükből” kutatók kiszámíthatják, hogyan fejleszthetők biztonságos és szupergyorsan töltődő elemek.

ujanyagok.jpg

A következőgenerációs elemek nem hagyományos anyagokon alapulhatnak – sugallja a kísérletet ismertető tanulmány. Szükség lesz rájuk, mert a mostani elemek nem tartják a lépést a készülékek egyre nagyobb számítási és egyéb kapacitásaival, hamar lemerülnek. Az elmúlt években ugyan többször röppent fel hír ígéretes megoldásokról, de a problémát nem sikerült kezelni, ráadásul új anyagokkal is kevesen próbálkoztak.

Technológiáink hiába olcsóbbak, gyorsabbak és okosabbak, ha az elemek nem változnak. Okostelefonok hamar feltölthetők, de aztán hamar le is merülnek.

ujanyagok0.jpg

Az elemek három komponensből, pozitív és negatív elektródából, valamint elektrolitból állnak. Töltés közben a lítium-ionok a pozitív elektródából a kristályszerkezeten és az elektroliton keresztül a negatív elektródába jutnak. Minél gyorsabb a folyamat, annál gyorsabban töltődik fel az elem.

Új elektródaanyagokhoz általában kisebb részecskékkel próbálkoznak, le akarják rövidíteni a lítium-ionok útját. Nanorészecskékkel azonban nehéz praktikus elemet építeni. Az elektrolit miatt ugyanis nem kívánt kémiai reakciók következnek be, az elem nem tart sokáig, és a fejlesztés is drága.

A brit kutatók ezért döntöttek nanorészecskék helyett akár mikronméretű részecskékkel is működő anyagok mellett. Ezeket az elemeket könnyebb és olcsóbb is előállítani. Bonyolult atomszerkezetük miatt nem foglalkoztak eddig velük, egyedi „szállító” tulajdonságaikat viszont pont ez a komplexitás és a kevert fémösszetétel magyarázza.

Ellentétben a két vagy három kristályszerkezeten alapuló legtöbb elemanyaggal a nióbium volfrámoxid teljesen más. Az oxidokat „oxigénoszlopok” nyitják meg, lehetővé téve a lítium-ionok háromdimenziós mozgását. Ugyanezekkel az oszlopokkal magyarázható, hogy az anyagok merevebbek a többi elemanyagnál. A lítium ionok ezért és az oszlopok nyílt szerkezetéért mozoghatnak gyorsabban.

A kutatók speciális technológiával mérték az ionok oxidokon keresztüli mozgását, ami nagyságrendekkel gyorsabbnak bizonyult, mint a tipikus elektródáknál.

A bejegyzés trackback címe:

https://jelenbolajovobe.blog.hu/api/trackback/id/tr7014167983

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

rnz 2018.08.22. 16:01:44

Nem elem (szárazelem), hanem akkumulátor. Az elem nem tölthető, az akkumulátor igen. Ergo olyan sincs, hogy tölthető elem. Ha már kicsit szakmaibb akarsz lenni.

Helyszíni zsemle 2018.08.22. 16:11:09

@rnz: Persze csak ezek buzi amcsik meg angolok a buzi nyelvukben nem tesznek kulonbseget az akkumlator meg az elem kozott, naluk minden batteri es kesz.

_B_ 2018.08.22. 17:31:13

@Helyszíni zsemle: de magyarul külön szó van rá, szóval nem google translate fordításokat kérünk szakmai jellegű cikkekben

eßemfaßom meg áll · http://tahobloggerek.blog.hu 2018.08.22. 17:35:39

Elemek?

Bazmeg azt hittem ez valami Veér Steve 11 éves blogja, erre megnézem és "Neumann János Számítógép-tudományi Társaság "

Komolyan bazmeg menjetek el utcaseprőnek.