Die neue baumgeborene Festkörperbatterie ist fast so dünn wie Papier

Gianluca Riccio

Energie

Papierbatterien

Inzwischen ist es bekanntlich die Jagd nach der perfekten Solid-State-Batterie. Ein großer Verbündeter könnte Papier sein.

Die Welt der Batterien hat in letzter Zeit einige ziemlich faszinierende Entwicklungen erlebt. Die Hauptabsicht besteht darin, die traditionellen Flüssigkeiten, die in Lithium-Ionen-Geräten verwendet werden, zu eliminieren. Jemand hat versucht (und frühe Prototypen versprechen) tragbare Akkus mit Stromversorgung vor Schweiß: Heute gibt es etwas, das direkt von den Bäumen kommt. Eine Batterie aus „Papier“?

Ein Team von Wissenschaftlern aus Brown University ed Universität von Maryland hat einen festen Ionenleiter entwickelt. Anstelle der herkömmlichen Batterietechnologie, die in einem Lösungsmittel gelöste Lithiumsalz-Elektrolyte verwendet, besteht diese aus Zellulose-Nanofibrillen (wie Papier) und Polymerröhren aus Holz und Kupfer, ohne dass Flüssigkeiten verwendet werden.

Wenn ich dünn wie Papier sage, meine ich dünn. Äh. - Bild über Brown University

Auf dem Papier eine schöne Batterie

Bei gleichbleibender Dünne, die der von Papier nicht unähnlich ist, ist das Material in der Lage, Ionen zu leiten 10 bis 100 mal besser als bisherige Polymerionenleiter. Es ist so effizient, dass es für den Forschungsleiter Professor . einen absoluten Rekord darstellt Liangbing Hu des Department of Materials Science and Engineering der University of Maryland.

Das zu überwindende Problem

Lithiumbatterien leisten gute Arbeit, sind aber mit Risiken verbunden. Im Elektrolyten des Lithiumsalzes können sich bei hohen Strömen Dendriten, kleine Fäden aus Lithiummetall, bilden und zu Kurzschlüssen führen. Außerdem bestehen sie aus giftigen Chemikalien; Sie sind nicht nur schädlich für die Erde, sondern auch brennbar. Im Gegenteil, die Festelektrolyte, wie von Wissenschaftlern gezeigt, das Eindringen von Dendriten verhindern. Sie bestehen meist aus keramischen Materialien, die nicht brennbar, aber auch dick, aber spröde sind.

Das von diesen Wissenschaftlern entwickelte Material scheint alle Probleme zu lösen - es hat alle Vorteile eines Festelektrolyten, aber seine Zusammensetzung auf Holzbasis macht es trotzdem dünn und flexibel. Genau wie eine andere beliebte Sache auf Holzbasis habe ich Ihnen gesagt: Papier. Dieses revolutionäre neue Material, beschrieben in der Forschungsarbeit veröffentlicht in der Zeitschrift Nature, könnte es auch als ionenleitendes Bindemittel zur Verwendung in der Kathode zukünftiger Batterien sowie als Festelektrolyt für die Batterie fungieren.

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Nahe Zukunft und alltägliche Tatsachen

Alberto Robiati und Gianluca Riccio führen die Leser durch Zukunftsszenarien: die Chancen, Risiken und Möglichkeiten, die wir haben, um ein mögliches Morgen zu schaffen.

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