אספלט עבור טעינת סוללות

חופן אספלט עשוי להיות הסוד לסוללות ליתיום המסוגלות להיטען במהירות הכפולה פי עשרים מהמהירות הקיימת כיום, זאת לפי מחקר חדש שפורסם זה מכבר

תמונות מתוך מיקרוסקופ אלקטרונים סורק מציגות אנודה המורכבת מאספלט, ננו-רצועות של גרפן וליתיום מצד שמאל; ואותו החומר ללא הליתיום, מצד ימין. ההרכב החדשני, שפותח באוניברסיטת Rice, מהווה צעד ראשון לפיתוחן של התקני טעינה המסוגלים להטעין סוללות חשמליות ומצברים במהירות העולה פי 20 מזו הקיימת כיום. [באדיבות: Tour Group/Rice University]
תמונות מתוך מיקרוסקופ אלקטרונים סורק מציגות אנודה המורכבת מאספלט, ננו-רצועות של גרפן וליתיום מצד שמאל; ואותו החומר ללא הליתיום, מצד ימין. ההרכב החדשני, שפותח באוניברסיטת Rice, מהווה צעד ראשון לפיתוחן של התקני טעינה המסוגלים להטעין סוללות חשמליות ומצברים במהירות העולה פי 20 מזו הקיימת כיום. [באדיבות: Tour Group/Rice University]
[תרגום מאת ד"ר נחמני משה]

צוות חוקרים ממעבדתו של המדען James Tour מאוניברסיטת Rice פיתחו אלקטרודות המורכבות מפחמן נקבובי העשוי מאספלט אשר הציגו יציבות יוצאת דופן גם לאחר יותר מחמש מאות מחזורי טעינה-פריקה. צפיפות זרם גבוהה במיוחד של 20 מיליאמפר לכל סנטימטר רבוע הוכיחה כי החומר החדש יכול לשמש בעתיד בהתקנים לטעינה ופריקה מהירים במיוחד המחייבים שימוש מאסיבי בזרם חשמלי. ממצאי המחקר פורסמו בכתב העת המדעי ACS Nano.

"הקיבולת של סוללות אלו כבירה, ויחד עם זאת מה שמדהים בהן הוא שאנו מסוגלים לעבור מאפס טעינה לטעינה מלאה תוך חמש דקות בלבד, ולא כפי שקיים כיום, כאשר זמן הטעינה הוא לפחות שעתיים", אומר החוקר הראשי. צוות החוקרים השתמש במחקר קודם בתולדה של אספלט, כלומר בגילסוניט בלתי מטופל, אותו החומר המשמש בסוללה החדשנית, ללכוד גזי חממה מתוך זרם של גז טבעי. במחקרם הנוכחי, המדענים ערבבו את האספלט יחד עם ננו-רצועות של גרפן מוליך חשמל שעבר ציפוי עם שכבת ליתיום באמצעות שיקוע אלקטרוכימי. צוות החוקרים חיבר את האנודה החדשנית לקתודה של פחמן שעבר סולפוריזציה על מנת לקבל סוללה שלמה לשם ביצוע הניסויים.

הניסויים בסוללה החדשנית חשפו יתרון משמעותי נוסף: הפחמן עצמו עודד את היצירה של דנדריטים של ליתיום. שלוחות ארוכות אלו של המשקעים באו במגע עם האלקטרוליט. אם שלוחות אלו מתארכות יתר על המידה, הן עלולות לגרום לקצר באנודה ובקתודה ואפילו להביא לכישלונה, דליקתה או התפוצצותה של הסוללה. אולם, ההימצאות של הפחמן הנקבובי שמקורו באספלט מונע את היצירה של שלוחות אלו. מיזם קודם של צוות המחקר חשף כי אנודה של גרפן וננו-שפופרות של פחמן גם הוא מונע את ההיווצרות של שלוחות אלו. אולם, מסביר החוקר הראשי, ההרכב החדש פשוט הרבה יותר.

"על אף העובדה כי הקיבולת של הסוללה החדשה לעומת זו של הסוללה הקודמת די דומות, והן אף מתקרבות לגבול התיאורטי של המתכת ליתיום, ההרכב החדש, כלומר, הפחמן הנקבובי המבוסס על אספלט, יכול להכיל כמות גדולה יותר של ליתיום ליחידת שטח, ובנוסף, ההרכב הזה הרבה יותר זול ופשוט להכנה", אומר החוקר. "התהליך אינו מצריך שלב של ריבוץ באמצעות אדים או באמצעות אלומת אלקטרונים, ובנוסף, אין צורך לייצר ננו-שפופרות מתוך גרפן, כך שתהליך הייצור הרבה יותר פשוט".

תקציר המאמר

הידיעה על המחקר

ראו עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

2 תגובות

  1. לפני כשנתיים התפרסם סטרטאפ ישראל שהבטיח טעינת סוללה ב-20 שניות, ושזה בשלבים סופיים של מחקר ויישום.
    את הכשלונות דוחפים למגרה.

  2. אם זה נכון ניתן ליצור מסחרי זה לא פחות ממדהים. נוכל להכנס עם הרכב לתחנת תדלוק ותוך כמה דקות נצא לדרך בדיוק כמו היום. במצב כזה טווח של 300 קילומטר יהיה דיי והותר כי ב 95 אחוז מהימים 95 אחוז מהאנשים לא נוסעים יותר מ 300 ק"מ ליום ואם ניתן בשאר הימים להכנס לטעינה של 5 דקות אז דהינו.
    אם נייצר מסחרית ומעלות סבירה גם פנלים סולאריים בניצלות גבוה נוכל לטעון את הרכב בזמן נסיעה וחניה במשך היום ונוכל להגדיל את הטווח ללא תוספת בטרייה ואז בכלל חזון הרכב החשמלי יוכל להיות נפוץ עוד יותר מהר מהצפוי

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן