Mga malambot na electrode ng carbon ay nagdadala ng mga baterya ng lithium-air na mas malapit sa katotohanan

Sampung beses na higit na lakas kaysa sa lithium ion - ngunit sampung taon pa rin: Ang isang malambot na elektrod ng carbon ay nagdala ng mga siyentipiko sa Cambridge University isang hakbang na mas malapit sa paggawa ng isang maayos na lithium-air battery, ngunit maraming mga teknikal na hamon ay mananatiling.

Ang mga baterya ng lithium-ion ngayon ay liwanag, ngunit napakalaki para sa singil na kanilang iniimbak. Ang iba pang mga chemistries ng baterya ay may mas mahusay na density ng enerhiya. Para sa mga taon, ang mga siyentipiko ay naghahanap ng mga paraan upang gumawa ng mga baterya sa lahat ng mga pakinabang ng Li-ion, ngunit na tumagal ng mas mababa espasyo.

Lithium-air baterya, na may isang teorya ng density ng enerhiya sampung beses na ng Li-ion, ay nakikita bilang paraan pasulong, ngunit ang mga pang-eksperimentong mga modelo ay napatunayan nang di-matatag, na may mahinang bayad o discharge rate at mababang enerhiya na kahusayan. Mas masahol pa, maaari lamang itong gamitin sa dalisay na oxygen, na ginagawa itong hindi praktikal para sa paggamit sa normal na kapaligiran.

Ang problema sa atmospera ay hindi nalutas, ngunit sa isang papel na inilathala sa journal Science noong Biyernes, ilarawan ng mga mananaliksik sa Cambridge University kung paano nila ang mga problema sa katatagan at kahusayan sa pamamagitan ng pagdaragdag ng lithium iodide at paggamit ng isang malambot na elektrod ng carbon na ginawa ng mga sheet ng graphene.

Ang positibo at negatibong mga electrodes sa Li-ion na mga baterya ay gawa sa isang metal oksido at ng grapayt, ayon sa pagkakabanggit. Ang isang lithium asin na natutunaw sa isang organic na may kakayahang makabayad ng utang ay kumikilos bilang isang electrolyte, nagdadala ng mga ions ng lithium sa pagitan ng dalawang electrodes.

Sa lithium-air battery na binuo ni Tao Liu, Clare P. Gray at mga kasamahan sa Cambridge, ang carbon elektrod ay gawa sa

Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng lithium iodide, nagawa nilang maiwasan ang pag-iimbak ng lithium hydroxide (LiOH) kaysa sa lithium peroxide na ginagamit sa iba pang mga disenyo ng lithium- marami sa mga hindi ginustong mga reaksiyong kemikal na dahan-dahang nilalason ang mga nakaraang disenyo. Na pinabuting ang katatagan ng cell kahit na pagkatapos ng maraming mga singil at discharge cycle. Sa ngayon, sila ay nakapag-recharge ng cell 2000 ulit.

Ito at iba pang mga tweaks sa kanilang disenyo ay nagpapahintulot sa kanila na panatilihin ang boltahe na puwang sa pagitan ng pagsingil at paglabas sa linya ng Li-ion cells, sa paligid ng 0.2 volts, kumpara sa 0.5-1V para sa iba pang mga disenyo ng lithium air. Na, sinasabi nila, ay gumagawa ng kanilang cell ng 93 porsiyento na enerhiya-mahusay.

Mayroon pa rin ang maraming mga problema na malulutas, bagaman, bago ang baterya ay maaaring magpasok ng komersyal na produksyon. Ang kapasidad nito ay lubos na nakadepende sa rate ng pagsingil at paglabas, at ito ay madaling kapitan sa pagbuo ng dendrites, fibers ng dalisay na lithium na maaaring maikli ang elektrod ng baterya at maging sanhi ng pagsabog. Mayroon ding problema ng hangin, na naglalaman ng nitrogen, carbon dioxide at singaw ng tubig bilang karagdagan sa dalisay na oxygen na nangangailangan ng experimental cell.