15. 10. 2024 – 7.05

Eno brez fluora, prosim

Audio file
Vir: Argonne National Laboratory, licenca Creative Commons

Litij-ionski akumulatorji so najširše uporabljena tehnologija shranjevanja električne energije. Najdemo jih v večini prenosnih elektronskih naprav in v električnih avtomobilih. Južnokorejska raziskovalna skupina je v nedavni študiji pokazala, da lahko v baterijah uporabijo okolju manj škodljive elektrolite in veziva. Študijo so objavili v reviji Chemical Engineering Journal.

 

Litij-ionski akumulatorji za svoje delovanje potrebujejo elektrolit, medij za prenos pozitivno nabitih litijevih ionov med pozitivno in negativno elektrodo. Polifluorirani elektroliti so v komercialni uporabi zaradi svoje dobre termične in kemijske stabilnosti, kar podaljša življenjsko dobo akumulatorja. Pri proizvodnji baterij se ob nanosu aktivnega materiala na zbiralnik toka uporablja vezivo polivinilidenfluorid. Fluorirane spojine so škodljive za okolje, saj se kopičijo v organizmih. V naravi se ne razgradijo, hkrati pa čez čas povzročajo degradacijo akumulatorjev.

Audio file
1. 12. 2023 – 7.05
Ogljikove nanostrukture kot obetajoč material za bolj trajnostne natrijeve in kalijeve baterije

Raziskovalci in raziskovalke so namesto fluoriranega elektrolita litijevega heksafluorofosfata uporabili litijev perklorat. Ta ima podobne lastnosti kot fluorirani elektroliti, prednost pa je v odsotnosti fluora in večji stabilnosti pri višjih potencialih, zaradi česar povečajo kapaciteto akumulatorjev. Namesto komercialnega polivinilidenfluorida so za vezivo sintetizirali in uporabili nov amidni polimer, ki se bolje razteza pri mehanski obremenitvi.

 

Ob testiranju akumulatorjev je raziskovalna skupina ugotovila, da akumulatorski sistem z litijevim perkloratom in amidnim polimerom po tristo ciklih polnjenja in praznjenja ohrani 87,5 odstotka začetne kapacitete. Sistem s komercialnim fluoriranim vezivom in elektrolitom je ohranil le 68 odstotkov začetne kapacitete. Razgradnjo katodnega materiala, ki vsebuje tudi nikelj, so analizirali še spektroskopsko. V fluoriranem sistemu so zaznali 2,5-krat večjo koncentracijo niklja v elektrolitu kot pri nefluoriranem sistemu. S tem so dokazali večjo degradacijo katode pri uporabi fluoriranega veziva in elektrolita.

 

Raziskovalna skupina je v študiji dokazala, da lahko sestavijo dober akumulator, ki ne uporablja fluorovih spojin. Da bi potrdili komercialno uporabnost celic brez fluoriranih veziv in elektrolitov, je raziskovalna skupina sestavila tudi 1,5-amperurni akumulator popolnoma brez fluoriranih spojin. Po stotih ciklih polnjenja in praznjenja je akumulator ohranil 1,26 amperurne reverzibilne kapacitete, ki je na voljo za nadaljnje obratovanje baterije.

 

Akumulatorje je preučeval Luka.

Prazen radio ne stoji pokonci! Podpri RŠ in omogoči produkcijo alternativnih, kritičnih in neodvisnih vsebin.

Dodaj komentar

Komentiraj

Z objavo komentarja potrjujete, da se strinjate s pravili komentiranja.