Die neue Batterietechnologie wird in zwei Minuten aufgeladen und hält zwanzig Jahre

Es zeichnet sich eine neue Batterietechnologie ab, und es besteht eine gute Chance, dass sich dadurch bald die Art und Weise ändert, wie Sie Ihre Geräte verwenden. Durch den Ersatz der Graphitanode von Lithium-Ionen-Batterien durch Titandioxid-Nanoröhren konnten Forscher der Nanyang Technical University in Singapur dies tun Verbessern Sie die Ladezeit und Haltbarkeit von Lithium-Ionen-Batteriezellen erheblich.

Warum ist das wichtig? Denn im Moment planen wir alle auf die eine oder andere Weise unser Leben innerhalb der Grenzen moderner Batterietechnologien.

Verbraucher kaufen keine Elektroautos, weil die Batterien nicht gut genug sind (obwohl die Fahrzeuge selbst schneller, effizienter und langlebiger sind). Verbraucher sind besorgt über die Aufladung ihrer Smartphones. Patienten mit implantierbaren medizinischen Geräten wie Herzschrittmachern müssen sich über die Belastungsniveaus Gedanken machen, und die Folgen können schwerwiegend sein. Moderne Batterien laden sich trotz massiver Fortschritte in den letzten Jahren nur langsam auf, speichern nicht viel Energie und werden schnell abgebaut. Infolgedessen bilden sie in vielen Bereichen den langen Posten, von Augmented Reality bis zu selbstfahrenden Autos.

Es gibt viele neue Batterietechnologien am Horizont, aber diese zeichnet sich durch ihre Nähe zur Kommerzialisierung aus.

Wie Titandioxidbatterien funktionieren

Assgeier

Wie funktioniert der neue Durchbruch? In einer herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie besteht der negative Anschluss (Anode) normalerweise aus feinem Graphit, der eine relativ große Fläche aufweist, wodurch er effektiv mit der Säure in der Batterie reagieren und einen Strom erzeugen (oder einen Strom ziehen kann, z Belastung). Diese Reaktionen sind jedoch nicht perfekt und mit der Zeit verliert der Akku an Kapazität.

Gegenwärtig verlieren typische Batterien in nur fünfhundert Ladezyklen (etwas mehr als ein Jahr tägliches Laden) einen erheblichen Teil ihrer maximalen Ladekapazität – und, weil die Reaktion Wärme erzeugt, Die Menge an Saft, die Sie in eine Batterie einfüllen können, ist begrenzt, ohne die Ineffizienz der Reaktion zu erhöhen und ohne die Batterie zu beschädigen.

Das NTU-Team löste dieses Problem, indem es eine einfache und kostengünstige Technik entwickelte, um Titandioxid, ein reichlich vorhandenes Industriematerial, in Nanoröhrenstrukturen umzuwandeln, die etwa tausendmal dünner als ein menschliches Haar sind. Dies macht die chemischen Reaktionen, die die Batterie viel effizienter machen.

Dies hat zwei Auswirkungen: Erstens kann der Akku mit weniger Wärme mehr Strom aufnehmen, sodass der Akku in etwa zwei Minuten auf 70% seiner Kapazität aufgeladen werden kann. Zweitens sind die chemischen Reaktionen der Batterie sowohl während des Gebrauchs als auch beim Aufladen effizienter. Dies bedeutet, dass sich die Batterie viel langsamer verschlechtert, sodass dieselbe Batterie möglicherweise länger als zwei Jahrzehnte verwendet werden kann, ohne ersetzt zu werden.

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Schnellere Ladung und längere Lebensdauer

Die Batterien sollten auch etwas dichter sein, da sich das Gel aus Nanoröhren ohne Klebstoff an das Terminal binden kann. Dies ist eine Designänderung, die die Gesamtmasse der Reagenzien erhöht.

Nanoröhren

Diese neuen Batterien haben wahrscheinlich weitreichende Auswirkungen, einschließlich der Verkürzung der Ladezeiten an Fahrzeugladestationen auf Wartezeiten, die mit herkömmlichen benzinbetriebenen Automobilen vergleichbar sind (goldene Reichweite von weniger als fünf Minuten). Sie können den Fahrern auch ersparen, dass sie ihre Batterien alle paar Jahre austauschen müssen, was Tausende von Dollar kosten kann.

Es macht es auch viel bequemer, Ihre Geräte bei Bedarf den ganzen Tag über schnell aufzuladen. Hast du letzte Nacht vergessen, dein Handy aufzuladen? Kein Problem – Sie können es auf das Ladegerät werfen und es ist sofort einsatzbereit, wenn Sie Ihre andere Socke finden. Dies erhöht die Art und Weise, wie wir unsere Geräte verwenden, erheblich und trägt wesentlich dazu bei, dass wir keine Angst mehr haben und unsere Geräte natürlicher und problemloser verwenden können.

Es ist nicht die Silberkugel für dichteres, schnelleres und länger anhaltendes Laden, aber zwei von drei sind nicht schlecht.

Neue Batterien kommen bald

Da die Technologie in bestehende Batterieherstellungsprozesse integriert werden kann, wird sie wahrscheinlich eher früher als später auf den Markt kommen. Der Erfinder, Dr. Chen, lizenziert die Technologie derzeit an einen Batteriehersteller und erwartet, dass die ersten mit dieser Technologie hergestellten Batterien innerhalb von zwei Jahren auf den Markt kommen.

Stapel Batterien

Rachid Yazami, Miterfinder der Graphitanoden-Lithium-Ionen-Batterie und Dr. Chens Kollege an der NTU, glaubt, dass Chens Technologie der nächste logische Schritt für die Batterietechnologie ist

„Während die Kosten für Lithium-Ionen-Batterien seit der Einführung durch Sony im Jahr 1991 drastisch gesenkt und die Leistung verbessert wurden, wächst der Markt schnell in neue Anwendungen für Elektromobilität und Energiespeicherung. […] Idealerweise sollte die Ladezeit von Batterien für Elektrofahrzeuge weniger als 15 Minuten betragen, was die nanostrukturierte Anode von Professor Chen bewiesen hat. „“

Sind Sie gespannt auf die Zukunft der Batterietechnologie? Welche Apps hätten den größten Einfluss auf Ihr Leben? Könnte dies der Wendepunkt sein, um ein Elektrofahrzeug für Sie zu kaufen? Lass es uns in den Kommentaren wissen!

Bildnachweis: Schlagzeug Über ShutterstockBatterie-Recycling„, Par Heather Kennedy,“Aufladen von Elektroautos„Von Alan Trotter“Nanotubes-300„, Von James Joel,“ Carbon Nanotube „, von Geoff Hutchison
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