Foto: © Сake78 (3D & photo) / Dollar Photo Club

Další pokus o elektrodu z nanodrátků křemíku

V lithium iontové baterii by se jako materiál pro elektrodu vyplatil z hlediska energetické hustoty namísto grafitu křemík, taková elektroda by však neměla potřebnou mechanickou stabilitu a baterie by vydržela jen relativně málo nabíjecích cyklů. (Poznámka: křemík dokáže absorbovat více iontů lithia, zhruba 4 ionty lithia na 1 atom křemíku, u uhlíku jde o 1 atom lithia na 6 atomů uhlíku; samozřejmě v tomto ohledu úplně nejefektivnější by bylo, pokud by anoda byla pouze z lithia.) Křemík mj. reaguje i s dalšími složkami elektrolytu a vytváří přitom na povrchu nerozpustnou vrstvu.
Na University of Alberta přišli s myšlenkou zvýšit mechanickou odolnosti tím, že elektrodu vyrobí z nanoformy křemíku – trubičky/nanodrátky by měly zabránit tomu, aby usazující se ionty lithia anodu rozlámaly nebo vytvořily dendrity vyvolávající zkrat. Uhlík přitom není zcela nahrazen – nanočástice křemíku představují pouze aktivní vrstvu, jsou stabilizované v pórech z grafenového gelu. Zatím se zdá, že čím menší příslušné nanočástice křemíku budou, tím vyšší energetická účinnost baterie. Jedna z překážek ovšem spočívá v tom, že křemíkové nanočástice nedokážeme pořádně vyrábět v průmyslovém měřítku, problém může být i dostatečně efektivní nanášení těchto částic na grafenový aerogel (pomiňme samotnou výrobu cenu/grafenu). Nicméně elektrody nějak kombinující uhlík a křemík se zdají být nadějné a počítají s nimi i jiné projekty.
Také je ale třeba dodat, že podobných nápadů se už objevila celá řada, a to včetně elektrod přímo z lithia, většinou to však skončilo publikovaným článkem a snad ještě patentem. Např. před asi 5 lety se objevila myšlenka připravit elektrodu z lithia nanesenou na pružné filmy, které by ji mechanicky stabilizovaly při prudkých změnách objemu. Na Stanfordu už asi před 6 lety zase přišli s elektrodou rovněž v podobě nanodrátků křemíku, které v tomto případě měly být stabilizovány ochranným porézních obalem SiO2.

Viz také: Lepší baterie pro notebooky: pomoci by mohl křemík

Maryam Aghajamali et al. Size and Surface Effects of Silicon Nanocrystals in Graphene Aerogel Composite Anodes for Lithium Ion Batteries, Chemistry of Materials (2018). DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b03198
Zdroj: Phys.org a další

Pestře zbarvení primáti nemají lepší barevné vidění

Savci oproti ptákům nebo třeba organismům obývajících korálové útesy disponují mnohem méně barevnými ozdobami. Vypadá …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close