Revoluție în industria mașinilor electrice
Revoluție în industria mașinilor electrice. Această descoperire poate atenua „anxietatea privind autonomia” care îi afectează pe proprietarii de vehicule electrice (EV), îngrijorați de procesul de reîncărcare a bateriei, care necesită mai mult timp.
Forța motrice din spatele acestei inovații remarcabile este profesorul Lynden Archer, decan al Colegiului de Inginerie de la Universitatea Cornell. El a declarat că ”anxietatea autonomiei este o barieră mare în calea electrificării transportului, mai mare decât oricare dintre celelalte, cum ar fi costul și capacitatea bateriilor”.
Soluția la cea mai mare problemă a proprietarilor de VE
Echipa lui Archer a găsit o soluție la o problemă care îi afectează, de ani de zile, pe proprietarii vehiculelor electrice, dar și pe producătorii de automobile.
Cercetarea, intitulată „Încărcare rapidă, stocare de lungă durată în bateriile cu litiu”, a fost publicată recent în revista științifică Joule. Autorul principal, Shuo Jin, doctorand în inginerie chimică și biomoleculară, a jucat un rol esențial în acest proiect inovator, potrivit TheBrigherSide.
Bateriile litiu-ion au fost preferate pentru alimentarea vehiculelor electrice și a smartphone-urilor datorită naturii lor ușoare, fiabilității și eficienței energetice. Dezavantajul lor a fost timpul lent de încărcare și capacitatea limitată de a face față curenților mari.
Indiul, un material promițător pentru bateriile cu încărcare rapidă
Inginerii de la Cornell au identificat indiul drept un material promițător pentru bateriile cu încărcare rapidă. Indiul, un metal moale folosit de obicei pentru realizarea ecranelor tactile și a panourilor solare, a prezentat două caracteristici cruciale ca anod al bateriei.
În primul rând, are o barieră energetică de migrare extrem de scăzută, care determină viteza cu care ionii se mișcă în stare solidă. În al doilea rând, a afișat o densitate de curent modestă, care este legată de viteza cu care ionii sunt reduși în anod. Această combinație unică de trăsături – difuzie rapidă și cinetică lentă a reacției la suprafață – formează baza unei încărcări rapide și a stocării energiei pe termen lung.
Profesorul Archer a declarat:
„Inovația este că am descoperit un principiu de proiectare, care permite ionilor metalici de la anodul bateriei să se miște liber, să găsească configurația potrivită și abia apoi să participe la reacția de stocare a încărcării”.
De ce este importantă această descoperire?
Astfel, electrodul rămâne într-o stare morfologică stabilă pe parcursul fiecărui ciclu de încărcare, permițând noilor baterii cu încărcare rapidă să fie reîncărcate și descărcate de mii de ori fără degradare.
Combinarea acestei tehnologii cu încărcarea wireless prin inducție ar putea reduce semnificativ dimensiunea și costul bateriilor, făcând transportul electric o opțiune mai atractivă pentru șoferii din întreaga lume.
Cu toate acestea, există o serie de obstacole. Archer a remarcat că, în timp ce anozii de indiu sunt ideali pentru capacitățile lor de încărcare rapidă, sunt relativ grei. El crede că modelarea chimiei computaționale, sprijinită de instrumente AI generative, poate ajuta la identificarea materialelor ușoare cu număr Damköhler scăzut.
Optimismul lui Archer constă în principiul general, care permite oricui să proiecteze un anod al bateriei mai bun, capabil să atingă rate de încărcare mai rapide decât tehnologia actuală de ultimă generație.
