211service.com
Ūdensizturīgas litija-gaisa baterijas
Uzņēmums, kas atrodas Bērklijā, Kalifornijā, izstrādā vieglas, lielas enerģijas baterijas, kas var izmantot apkārtējo gaisu kā katodu. PolyPlus sadarbojas ar ražošanas uzņēmumu, lai valdībai izstrādātu vienreizējas lietošanas litija metāla-gaisa baterijas, un paredz, ka šīs baterijas tirgū nonāks dažu gadu laikā. Uzņēmumam ir arī uzlādējamas litija metāla-gaisa baterijas izstrādes sākumposmā, kas galu galā varētu darbināt elektriskos transportlīdzekļus, kas var darboties ilgāk starp uzlādēm.
Ūdens spēks : PolyPlus ražotā akumulatora prototipa kā anodu izmanto litiju metālu un kā katodu, lai darbinātu LED. Akumulatoram izlādējoties, litija joni izkliedējas ūdenī, taču ierīce nekaitē apkārtējām klaunu zivīm.
Pēdējos gados ir pieaugusi interese par litija metāla-gaisa akumulatoriem, kā arī pieprasījums pēc vieglākiem barošanas avotiem ierīcēm, sākot no spraudņa hibrīda transportlīdzekļiem līdz klēpjdatoriem. Litija jonu akumulatoros elektrodi ir izgatavoti no tādiem materiāliem kā grafīts, savukārt litija metāla akumulatorā anods ir pilnībā izgatavots no litija metāla, un apkārtējais gaiss var darboties kā katods.
Litija-metāla akumulatori tuvojas kurināmā elementu enerģijas blīvumam bez šīm ierīcēm nepieciešamās santehnikas; teorētiski maksimālais enerģijas blīvums ir vairāk nekā 5000 vatstundu uz kilogramu jeb vairāk nekā 10 reizes lielāks nekā mūsdienu litija jonu akumulatoriem. Litija metāla-gaisa baterijas ir arī ļoti vieglas, jo nav nepieciešams nēsāt otru reaģentu. Litija metāls ir Svētā Grāla akumulatora materiāls, saka Stīvens Visko, galvenais tehniskais darbinieks un PolyPlus dibinātājs.
IBM nesen paziņoja, ka izstrādās litija metāla-gaisa baterijas enerģijas tīklam un transportēšanai. Litija joni ir zelta standarts, bet tas, kas to var pārspēt, ir litija metāls, saka Pola pludmale , akumulatoru ražotāja Quallion of Sylmar, CA prezidents.
Tomēr litija metāla izmantošana par akumulatora elektrodu ir izrādījusies problemātiska, galvenokārt tāpēc, ka materiāls ātri un spēcīgi reaģē ar ūdeni. Cilvēki ir domājuši par litija-gaisa akumulatoriem gadu desmitiem, taču vienmēr gaisā ir ūdens, saka Visco. Pakļaušana pat ūdens pēdām ātri noārda materiālu.
PolyPlus ir atrisinājis šo problēmu, izstrādājot to, ko uzņēmums sauc par aizsargātu litija elektrodu. Ierīce sastāv no plakana, taisnstūrveida litija metāla gabala, kas abās pusēs ir pārklāts ar keramikas elektrolīta materiālu, ko sauc par lisikonu. Cietais elektrolīts ir ūdens necaurlaidīgs, bet ļauj litija joniem iziet cauri. Cits pārklājums aizsargā elektrolītu no reakcijas ar litija metālu. Visbeidzot, ierīces malas ir noslēgtas ar alumīnija-polimēra laminātu, kas ir līdzīgs kartupeļu čipsu maisiņam. Lamināts nodrošina ūdensnecaurlaidīgu blīvējumu, un tas ir elastīgs, tāpēc tas nerada nekādu spriedzi, kad elektrods lietošanas laikā saraujas.
Ievietojot litija-metāla elektrodu ūdenī, litija joni izplūst un reaģē ar ūdenī izšķīdinātu skābekli vai ar pašu ūdeni. Lai izgatavotu litija metāla-gaisa akumulatoru, ierīce ir aprīkota ar gāzes difūzijas elektrodu, kas ir līdzīgs tiem, ko izmanto cinka metāla-gaisa dzirdes aparātu baterijām. Kad akumulators ir ieslēgts, elektrods caur membrānu ievelk skābekli, lai reaģētu ar litija joniem. Taču atšķirībā no dzirdes aparātu baterijām šīs ierīces laika gaitā neizlādēsies. Jūs varat atstāt akumulatoru plauktā vairākus mēnešus un gaidīt, ka tas darbosies, jo membrāna to aizsargā, saka Visco. Tā kā to pamatā ir augstas enerģijas litija metāls, šīs baterijas kalpo daudz ilgāk un ir vieglākas nekā cinka-gaisa baterijas.
PolyPlus pašlaik testē litija metāla-jūras ūdens baterijas kopā ar Monterejas līča akvārija pētniecības institūts lai noteiktu, vai tie var izturēt reālos darba apstākļus. Viena no bažām ir tāda, ka mikroorganismi okeānā izaugs uz akumulatoru virsmas un pasliktinās to darbību, lai gan sākotnējie testi ir devuši labus rezultātus.
Uzņēmuma ražotajās vienreizējās lietošanas baterijās ir izmantots litija metāla gabals, kas ir apmēram divus centimetrus kvadrātā un trīs milimetrus biezs; to uzglabāšanas ietilpība ir tuvu mūsdienu klēpjdatoru litija jonu akumulatoriem un ir viena piektdaļa no svara. Uzņēmums sadarbojas ar akumulatoru ražotāju Quallion ražot baterijas, pamatojoties uz PolyPlus elektrodu projektiem, un izgatavot baterijas saskaņā ar līgumu ar neizpaužamu valsts aģentūru. Quallion saka, ka litija-metāla elektrodus var apstrādāt, izmantojot lielu daļu jau esošās infrastruktūras litija jonu akumulatoru ražošanai. Lai apstrādātu materiālu, ir nepieciešami noteikti piesardzības pasākumi, taču tam nav nekādu viltību, saka Bīča.
Litija-metāla akumulatoriem ir potenciāls pārveidot zemūdens lietojumus, saka Džeimss Belingems , Monterey Bay Aquarium Research Institute galvenais tehnologs. Lielākā daļa okeāna izpētes notiek tuvu krastam, jo, kā saka Belingems, okeānā nav kontaktdakšu, lai uzlādētu ar sensoriem piekrauto autonomo kuģi, kas uzrauga jūras. Lielāka enerģijas blīvuma baterijas varētu ļaut daudz labāk uzraudzīt klimata pārmaiņu ietekmi uz planētu, saka Bellinghems.