Mobili versija | Apie | Visos naujienos | RSS | Kontaktai | Paslaugos
 
Jūs esate čia: Pradžia » Visos temos » Mokslas » Fizika

Pigesnėms ličio jonų baterijoms gaminti - mikrobangių technologija

2008-07-30 (0) Rekomenduoja   (0) Perskaitymai (1523)
    Share

Iki šiol vienintelė likusi modernių ličio baterijų gamybos problema buvo kaina. Tačiau panašu, jog ir ji pagaliau išspręsta. Teksaso Austin Universiteto (JAV) mokslininkai sukūrė naują būdą ličio geležies fosfatui gaminti. Tai didelio tankio ličio jonų (Li-ion) automobilinėse ir pramoninės paskirties baterijose naudojama medžiaga. Naujasis gamybos būdas - panaudojant mikrobangas - turėtų ženkliai sumažinti energijos akumuliatorių kainą.

Naujuoju būdu gaminant ličio geležies fosfatą, reikalinga palyginti žema kaitinimo temperatūra (300°C vietoj įprastinių 700°C), be to, procesas trunka trumpiau. Ličio geležies fosfatas yra alternatyva ličio kobalto oksidui, kuris yra naudojamas daugumos dabartinių nešiojamųjų kompiuterių akumuliatoriuose. Naujas pakaitalas pigesnis jau vien dėl to, kad jame naudojama geležis, o ne gerokai brangesnis metalas kobaltas. Nors joje sukaupiama mažiau energijos nei kai kuriose kitose ličio jonų pagrindu sudarytose medžiagose, ličio geležies fosfatas yra saugesnis ir gali būti suformuojamas taip, kad iš jo būtų išgaunama didelė elektros srovė. Pastaroji savybė yra ypač naudinga hibridiniuose automobiliuose ir elektromobiliuose.

Ir išties, ličio geležies fosfatas tavo viena "karščiausių" baterijoms naudojamų medžiagų. Pavyzdžiui, JAV kompanija A123 Systems sukūrė vieną medžiagos struktūros variantą įkraunamų elektrinių įrankių baterijoms. Įdomu tai, jog naujieji įrankiai pasižymi geresniais našumo parametrais nei iš tinklo maitinami įrankiai. Šia medžiaga taip pat susidomėjo kompanija "General Motors", ir ji greta kitų analogų yra tiriama kaip potencialus energijos saugojimo elementas elektriniams automobiliams. 

Iki šiol gaminti ličio geležies fosfato baterijas buvo brangu. Gamybos procesas trunka ilgas valandas ir reikalauja aukštų temperatūrų. Teksaso Austin Universiteto medžiagų inžinerijos profesorius Arumugam Manthiram pademonstravo naują šios medžiagos gamybos būdą. Metodo esmė - komerciškai platinamų chemikalų - ličio hidroksido, geležies acetato ir fosforo rūgšties maišymas į vieną tirpalą, ir po to tirpalo kaitinimas maždaug 5 minutes mikrobangų krosnelėje. Jije chemikalai įkaitinami iki maždaug 300°C. Proceso eigoje suformuojamos strypelių formos ličio geležies fosfato dalelės. Didžiausiu efektyvumu pasižymi maždaug 100 nanometrų ilgio ir 25 nm pločio strypeliai. Tokie maži matmenys reikalingi tam, kad ličio jonai galėtų greitai patekti į daleles ir iš jų įkrovos ir iškrovos metu.

Siekdamas padidinti medžiagų efektyvumą, Manthiram'as padengė daleles elektriškai laidžiu polimeru, kuris buvo apdorotas sulfonine rūgštimi. Tada padengtosios nanodalelės buvo patalpintos į mažą baterijos elementą ir su juo atlikti bandymai. Esant mažai iškrovai medžiagos pademonstravo įspūdingą elektrinę talpą - 166 miliampervalandes vienam gramui. Tai reiškia, jog medžiaga visiškai priartėjo prie teorinės ličio geležies fosfato talpos ribos, kuri sudaro 170 miliampervalandžių vienam gramui. Deja, talpa greitai mažeja didinant iškrovos srovę, tačiau mokslininkas teigia, kad bandytos naujos medžiagos versijos davė geresnius rezultatus.

Kol kas dar anksti tiksliai pasakyti, kiek toks būdas sumažins ličio geležies fosfato baterijų kainą. Metode naudojamos žemos temperatūros gali sumažinti energijos poreikį, be to, su tuo pačiu įrangos kiekiu galima pagaminti daug daugiau medžiagos per tą patį laiko tarpą. Abu šie veiksniai didina gamybos ekonomiškumą, tačiau į savikainą būtina įskaičiuoti ir laidaus polimero bei gamybai skirtos įrangos kainą. Procesui taip pat teks konkuruoti su kitais daug žadančiais eksperimentiniais gamybos metodais, teigia Valstybinio Niujorko Universiteto Binhamton'e chemijos ir medžiagų inžinerijos profesorius Stanley Whittingham.

Verta skaityti! Verta skaityti!
(0)
Neverta skaityti!
(0)
Reitingas
(0)
Komentarai (0)
Komentuoti gali tik registruoti vartotojai
Komentarų kol kas nėra. Pasidalinkite savo nuomone!
Naujausi įrašai

Įdomiausi

Paros
36(0)
19(7)
17(0)
16(0)
14(1)
14(0)
13(0)
10(0)
Savaitės
89(1)
Mėnesio
150(2)
148(15)
146(3)
143(12)
139(22)