MIT ontwikkelt nieuw materiaal om batterijen krachtiger te maken en sneller op te laden
(Afbeelding tegoed: Massachusetts Institute of Technology)
Volgens berichten in buitenlandse media hebben onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) een nieuw materiaal ontwikkeld dat batterijen zou helpen sneller op te laden.
Het verbeteren van de efficiëntie van batterijen draagt bij aan een groenere, groenere toekomst. De huidige geavanceerde batterijtechnologie heeft echter verschillende nadelen, zoals lange oplaadtijden. Een andere uitdaging, volgens de MIT-onderzoekers, is het combineren van een hoge laadcapaciteit met "lange levensduur van de condensatoren" tijdens het ontwerp van de batterij.
Als een elektrochemisch apparaat dat tegenwoordig veel wordt gebruikt, hebben lithium-ionbatterijen een hoge laadcapaciteit, maar hebben ze een tekortkoming in termen van oplaadtijd. Onderzoekers experimenteren met ontwerpen waarin een groot aantal goedkope organische materialen zijn verwerkt als alternatief voor lithium-ionbatterijen. Het bleek dat de geleidbaarheid van de batterij afnam. Net als bij andere modulaire ontwerpbenaderingen, is het combineren van lithium-ionbatterijen en condensatoren in specifieke apparaten te complex en te duur. Vanwege deze problemen, zei MIT-onderzoeker Tianyang Chen, "is het absoluut noodzakelijk om elektrodematerialen te ontwikkelen die de hoge laadcapaciteit van lithium-ionbatterijen combineren met de snelle lading en lange levensduur van condensatoren."
Het team bedacht een combinatie van organische materialen die kunnen worden gebruikt in batterijkathodes (de elektroden die lithium opslaan als de batterij ontlaadt). Eerdere pogingen om organische materialen te gebruiken zijn mislukt omdat ze zouden oplossen in de elektrolyt van de batterij. "Strategieën zoals polymerisatie en het synthetiseren van organische moleculen met onoplosbare doteermiddelen kunnen het oplossen van elektroden beperken", zei Chen. "Het is echter een uitdaging om organische materialen te ontwerpen die inherent onoplosbaar zijn maar toch snel lading kunnen transporteren en opslaan."
Het materiaal dat in het MIT-lab was gemaakt, kon echter stabiel blijven. "Onderzoekers rapporteren bis-tetraamino-p-benzochinon en zijn polymeeranaloog poly(bis-tetraamino-p-benzoquinon) als organische materialen met pseudocapacitieve eigenschappen" voor apparaten voor opslag van elektrische energie "die een hoge ladingsopslagcapaciteit vertonen bij hoge ladings-ontladingssnelheden. "
Het organische materiaal kan 310 mAh aan lading opslaan, ongeveer het dubbele van de capaciteit van de huidige kathodes van lithium-ionbatterijen. Met deze materialen kan de oplaadtijd van de batterij worden verkort tot 33 seconden.
Het gebruik van overvloedige magnesium- of natriumionen in plaats van lithium, dat beperkt verkrijgbaar is, zou volgens de onderzoekers geoptimaliseerde resultaten kunnen opleveren tegen lagere kosten.
CR.GASGOO ELISA