Imponująco odporny akumulator litowo-jonowy

Rysunek przykładowy

Akumulatory litowo-jonowe stały się ulubioną metodą przechowywania energii w elektronice użytkowej oraz w systemach wojskowych i lotniczych. Jednak potencjalne zagrożenia związane z elektrolitami organicznymi, które są w nich wykorzystywane nadal stanowią problem.

Elektrolity, o których mowa, są wysoce łatwopalne, co może doprowadzić do wybuchu, a także wykazują dużą wrażliwość na wilgoć. Ale zespół naukowców m.in. z Laboratorium Fizyki Stosowanej Johns Hopkins rozpoczał pracę w celu opracowania nowego typu tego urządzenia, który nie jest niebezpieczny i może działać w ekstremalnych warunkach, w tym podczas cięcia i zanurzania.

Ich praca opiera się na nowatorskim, wysoce skoncentrowanym elektrolicie na bazie wody o nazwie "woda w soli", który może rozwiązać problem niestabilności tradycyjnych akumulatorów.

Zespół obsługiwał swój wynalazek na wolnym powietrzu przy minimalnym opakowaniu, używając tylko taśm izolujących elektronicznie, odpornych na ciepło. Podczas demonstracji akumulator zasilał znaczące obciążenie silnika bez żadnych obaw dotyczących bezpieczeństwa. Aby wykazać jego pełny potencjał, zespół wykonał serię testów, w tym cięcie, zanurzenie w wodzie morskiej i poddanie testom balistycznym, a to wszystko w czasie jego pracy. Żaden z nich nie byłby możliwy w przypadku tradycyjnych akumulatorów litowo-jonowych.

Co jest zwłaszcza imponujące, to fakt, że nie tylko testy te nie spowodowały katastrofalnej awarii, ale akumulator zachował swoją wydajność i nadal zasilał ładunek nawet po uszkodzeniu i całkowitym wystawieniu na działanie powietrza i wody.

Wyjątkowe bezpieczeństwo elektrolitu tego typu wynika z faktu, że woda jest silnie związana z wysokimi stężeniami soli, a elektrolit jest lekko hydrofobowy - co oznacza, że odpycha wodę.

Zespół poszukuje możliwości, aby udostępnić technologię wojsku. "Chcieliśmy pokazać prawdziwe implikacje tej technologii w praktycznych zastosowaniach" - powiedział Kostas Gerasopoulos, główny badacz. "Szczególnie w przypadku sił wojskowych, z naszymi żołnierzami narażonymi na ekstremalne warunki podczas misji, zdolność do utrzymania bezpieczeństwa i wydajności jest bezprecedensowa",

Obecna generacja elastycznych akumulatorów wykazuje znaczny potencjał, ale wciąż znajduje się w fazie prototypu. "Chcemy jeszcze bardziej zwiększyć wytrzymałość i gęstość energii akumulatorów" - powiedział Gerasopoulos. "Ta praca potwierdza jednak koncepcję, że możemy budować bezpieczne akumulatory litowo-jonowe, które mogą przetrwać mechaniczne nadużycia".

(KB)