Anonim

Viele der Hindernisse, die eine weit verbreitete Akzeptanz von Elektroautos behindern, einschließlich Reichweite, Haltbarkeit, Ladezeiten und Kosten, lassen sich bis an die Grenzen der aktuellen Batterietechnologie zurückverfolgen.

Dies hat zu einer enormen Ausweitung der Grundlagenforschung auf mögliche Ersatzstoffe für die Lithium-Ionen-Chemie geführt, die derzeit die Branche dominiert.

Ein solches Projekt läuft an der University of California in Irvine (UCI), wo Forscher behaupten, eine Batteriezelle mit einer viel längeren Lebensdauer als derzeitige Zellen erfunden zu haben.

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Die auf Nanodrähten basierende Zelle kann hunderttausendfach aufgeladen werden, weit über das hinaus, was herkömmliche Lithium-Ionen-Zellen aushalten können, sagen Forscher in einem kürzlich veröffentlichten Artikel.

Nanodrähte sind tausende Male dünner als menschliches Haar, haben jedoch eine große Oberfläche, was sich gut für die Speicherung und Übertragung von Elektronen eignet.

Sie sind jedoch auch unglaublich zerbrechlich, und in früheren Experimenten haben sie wiederholtem Laden und Entladen (bekannt als "Radfahren") nicht gut standgehalten.

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2017 Chevrolet Bolt EV

UCI-Forscher erhöhten die Haltbarkeit des Materials, indem sie einen Goldnanodraht mit einer Mangandioxidhülle überzogen und einen Elektrolyten aus einem Plexiglas-ähnlichen Gel verwendeten.

Eine Testversion dieser Konfiguration wurde über drei Monate bis zu 200.000 Mal durchlaufen und zeigte keine Anzeichen eines Nanodrahtbruchs, der bei Tests anderer Zellen aufgetreten war.

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Bei Verwendung in herkömmlichen Lithium-Ionen-Zellen werden Nanodrähte typischerweise spröde und reißen mit der Zeit.

Die Entscheidung der Doktorandin Mya Le Thai, den Nanodraht mit dem Gel zu beschichten, war der Schlüssel, sagte der UCI-Chemiker Reginald Penner, der leitende Autor der Studie.

Typischerweise können Zellen nur 5.000 bis 7.000 Lade- und Ladezyklen aushalten, sagte er.

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2016 Nissan Leaf

Die Forscher glauben, dass das Gel das Metalloxid in der Batteriezelle plastifiziert, wodurch es flexibel und weniger anfällig für Risse ist.

Obwohl diese Forschung zeigt, dass Batteriezellen auf Nanodrahtbasis sehr langlebig sein können, bedeutet dies nicht, dass sie sich in einer kommerziellen Anwendung niederschlagen.

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Positive Ergebnisse im Labor können nicht immer auf Produktionskomponenten angewendet werden, und selbst wenn dies möglich ist, kann dies Jahre dauern.

Dennoch könnten nanodrahtbasierte Zellen eine weitere neue Batterietechnologie sein, die es zu beobachten gilt, wenn die Industrie weiterhin nach einem Ersatz für die heutige Lithium-Ionen-Chemie sucht.

[Hutspitze: ViperCro]

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