Samochody elektryczne, które pokonują 1000 kilometrów na jednym ładowaniu mogą być tuż za rogiem

Zasięg obecnych aut elektrycznych z reguły zawiera się w przedziale 300 – 700 kilometrów (dodatkowo ulega skróceniu w przypadku użycia systemów ogrzewania). Naukowcy starają się wydłużyć tę wartość do przynajmniej 1000 kilometrów. Dopiero wtedy będzie można powiedzieć, że „elektryk” może dorównać w dalekich podróżach samochodowi spalinowemu. Może pomóc w tym nowatorska technologia wykonania ogniw litowo-jonowych, wykorzystująca krzem.

Ogniwa z elektrolitem żelowo-krzemowym

Naukowcy z Wydziału Chemii Uniwersytetu Nauki i Technologii w Pohang (POSTECH) opublikowali wyniki swoich badań nad bateriami nowego typu. Krzem jest znany ze swojej zdolności do akumulacji dużej ilości ładunku elektrycznego. Zastosowany jako materiał zespołu anody w ogniwie litowo-jonowym może znacznie zwiększyć jego pojemność. Jest tylko jeden, zasadniczy problem – krzem zmienia swoje rozmiary wraz z ładowaniem i rozładowywaniem.

Powiązane:Kupiłem stare Passerati i nie mam złudzeń: jeśli Niemcy szybko nie przypomną sobie, jak kiedyś robili samochody, to oddadzą rynek Chinom bez walki

Istnieje sposób na rozwiązanie tego problemu. Krzem w formie nanocząsteczek jest stabilny pod względem objętości, ale używanie tej technologii jest kosztowne. Uczeni w POSTECH opracowali nowy sposób wiązania krzemu. Zamiast nanocząsteczek, w ich metodzie stosowane są mikrocząsteczki krzemu umieszczone w żelu. Praca z elementami o trzy rzędy wielkości większymi (5 um) jest znacznie łatwiejsza.

Technologia zastosowania krzemu w zespole anody ogniwa litowo-jonowego. Źródło: POSTECH

Problem rozszerzania się krzemu rozwiązano poprzez tworzenie wiązań kowalencyjnych między cząsteczkami krzemu i żelu elektrolitu w procesie bombardowania materiału strumieniem elektronów. W ten sposób utworzony zespół anody nie zmienia swojego rozmiaru w zakresie, który uniemożliwiałby jej zastosowanie w ogniwach. Żel oparty na mikrocząsteczkach krzemu posiada podobne właściwości przewodzenia, jak elektrolity ciekłe, przy o 40% większej pojemności.

Jeśli pomysł ten zostanie wykorzystany w produkcji baterii, może wydłużyć zasięg aut elektrycznych do 1000 km i więcej, przy zachowaniu tej samej masy zespołu ogniw. To byłby znaczy postęp i krok milowy w elektromobilności, lecz nadal pozostaje kilka problemów, związanych z ogniwami litowo-jonowymi. Wysoka reaktywność litu i konieczność poświęcenia pewnego czasu na ładowanie auta, dodatkowo zwiększona waga oraz wysoka cena samochodu. Potrzeba jeszcze wielu takich kroków milowych, aby szeroko pojęty ogół kierowców przekonać do „elektryków”.

Czytaj więcej:Pracownicy Tesli niespokojni o swoją przyszłość w firmie, minął już miesiąc, a zwolnienia nie ustają

Arkadiusz Strzała

Arkadiusz Strzała

Swoją przygodę z pisaniem zaczynał od własnego bloga i jednego z wczesnych forum (stworzonego jeszcze w technologii WAP). Z wykształcenia jest elektrotechnikiem, posiada zamiłowanie do technologii, konstruowania różnych rzeczy i rzecz jasna – grania w gry komputerowe. Obecnie na GOL-u jest newsmanem i autorem publicystyki, a współpracę z serwisem rozpoczął w kwietniu 2020 roku. Specjalizuje się w tekstach o energetyce i kosmosie. Nie stroni jednak od tematów luźniejszych lub z innych dziedzin. Uwielbia oglądać filmy science fiction i motoryzacyjne vlogi na YouTube. Gry uruchamia głównie na komputerze PC, aczkolwiek posiada krótki staż konsolowy. Preferuje strategie czasu rzeczywistego, FPS-y i wszelkie symulatory.