Istraživači sa Univerziteta Kolorado u Bolderu postigli su značajan napredak u razumijevanju degradacije litijum-jonskih baterija, otkriće koje bi moglo revolucionisati performanse baterija u električnim vozilima (EV) i sistemima za skladištenje obnovljive energije. Identifikovanjem uticaja molekula vodonika u procesu degradacije, ovo istraživanje moglo bi dovesti do razvoja dugotrajnijih baterija, što je ključno za budućnost obnovljive energije i industriju EV-a.
Degradacija litijum-jonskih baterija: veliki problem
Vremenom, sve baterije gube kapacitet, što rezultira uređajima koji brže gube snagu. Međunarodni istraživački tim, predvođen Majklom Tonijem sa Univerziteta Kolorado u Bolderu, otkrio je molekularne mehanizme koji uzrokuju ovu degradaciju. Njihovi rezultati, objavljeni u časopisu Science i preneseni u izvještaju Science News, mogli bi dovesti do novih dizajna litijum-jonskih baterija koje su izdržljivije i efikasnije.
Kako vodonik utiče na vijek trajanja baterija
U litijum-jonskim baterijama, litijumovi joni se kreću između anode i katode kako bi generisali energiju. Tokom punjenja, ovi joni se vraćaju na anodu. Međutim, istraživači su otkrili da molekuli vodonika iz elektrolita baterije ometaju ovaj proces, smanjujući broj litijumovih jona koji se mogu vezati za katodu. Ova interakcija slabi električni tok baterije, uzrokujući gubitak kapaciteta vremenom.
Uticaj na električna vozila i obnovljivu energiju
Kako svijet prelazi na obnovljivu energiju i električni transport, litijum-jonske baterije igraju ključnu ulogu u zamjeni fosilnih goriva. Međutim, izazovi poput samo-pražnjenja i zavisnosti od skupih materijala poput kobalta otežavaju njihovu širu primjenu. Studija baca svjetlo na to zašto baterije bez kobalta — poput onih koje koriste nikl ili magnezijum — brže degradiraju, omogućavajući inženjerima da razviju strategije za produženje vijeka trajanja baterija i poboljšanje njihovih performansi.
Napredak u baterijama za EV: Rješenje za duži domet vožnje
Sektor transporta je najveći izvor emisije gasova sa efektom staklene bašte u SAD-u, što čini prelazak na električna vozila ključnim za smanjenje ugljeničnog otiska. Međutim, kratak vijek trajanja baterija i ograničen domet vožnje predstavljaju značajne prepreke za širu primjenu EV-a. Majkl Toni vjeruje da bi poboljšanje dizajna baterija sa manje kobalta moglo riješiti ove izazove, nudeći dugotrajnije baterije s većim dometom vožnje, nižim troškovima i rješavanjem etičkih pitanja vezanih za rudarenje kobalta.
Budući uticaj na održivu energiju
Ovo revolucionarno istraživanje ima potencijal da transformiše tehnologiju baterija, čineći ih efikasnijim i održivijim za upotrebu u EV-ima i sistemima za skladištenje obnovljive energije. Otkriće bi moglo dovesti do proizvodnje dugotrajnijih litijum-jonskih baterija, što bi na kraju smanjilo troškove i ubrzalo prelazak na čistu energiju.
Rješavanjem molekularnih uzroka degradacije baterija, budućnost električnih vozila i skladištenja obnovljive energije izgleda obećavajuće, nudeći održivo rješenje za svijet koji se udaljava od fosilnih goriva.
