Πώς μπορούν οι... οδοντόκρεμες να βελτιώσουν τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα;

Εάν γνωρίζετε κάτι για τις μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων, είναι ότι η κυρίαρχη τεχνολογία που συναντάμε είναι ιόντων λιθίου. Κύριος λόγος για αυτό είναι η σταθερότητα που προσφέρουν στην απόδοση, καθώς καταφέρνουν να διατηρήσουν το 80% της αρχικής τους χωρητικότητας ακόμη και μετά από σχεδόν 700 κύκλους φόρτισης. Ωστόσο, υπάρχουν πολύ πιο πυκνές σε ενέργεια χημικές ουσίες που δεν τις έχουμε εκμεταλλευτεί και μια ομάδα ερευνητών στο Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ μπορεί να βρίσκεται στα πρόθυρα μίας πολύ σημαντικής ανακάλυψης στην τεχνολογία μπαταριών λιθίου μετάλλου.

Οι εναλλακτικές χημικές μπαταρίες, όπως η λιθίου μετάλλου, προσφέρουν έως και δύο φορές περισσότερη ενεργειακή πυκνότητα από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου που βρίσκουμε στα ηλεκτρικά μοντέλα σήμερα. Μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα σημαίνει πως οι μπαταρίες μπορούν να είναι μικρότερες και ελαφρύτερες, προσφέροντας την ίδια ποσότητα ενέργειας.

Το μειονέκτημα τους είναι ότι μπορούν να προσφέρουν τόση ενεργειακή πυκνότητα μόνο για σύντομο χρονικό διάστημα. Καθώς φορτίζονται και αποφορτίζονται, η απόδοσή τους πέφτει σημαντικά και η εντυπωσιακή πυκνότητά τους εξαφανίζεται μετά από λιγότερους από 100 κύκλους – κάτι που θα ήταν μεγάλο πρόβλημα για τους οδηγούς.

Από την οδντόκρεμα, στις μπαταρίες

Ωστόσο, μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Zhengcheng (John) Zhang στο τμήμα Χημικών Επιστημών και Μηχανικής του Εθνικού Εργαστηρίου Argonne βρήκε έναν πολλά υποσχόμενο τρόπο να χρησιμοποιεί φθόριο, το ίδιο υλικό που βάζουν στην οδοντόκρεμα για να ενισχύσει το σμάλτο, γνωστό και διαφημισμένο ως fluoride, για να βοηθήσει τις μπαταρίες λιθίου μετάλλου να διαρκέσουν περισσότερο.

Αυτές οι μπαταρίες έχουν ένα αρνητικό ηλεκτρόδιο που είναι κατασκευασμένο από λίθιο αντί για γραφίτη, εξ ου και το όνομα. Σε αυτά, τα ιόντα λιθίου κινούνται μεταξύ ανόδιου και καθόδιου μέσω ενός ηλεκτρολυτικού υγρού. Οι κανονικοί ηλεκτρολύτες αποτελούνται από διαλύτες και άλατα που περιέχουν λίθιο, αλλά αυτό δεν σχηματίζει ένα επαρκές προστατευτικό στρώμα στο ανόδιο, οδηγώντας σε ταχεία αποικοδόμηση.

Η λύση της ερευνητικής ομάδας ήταν να αλλάξει το ηλεκτρολυτικό υγρό σε ένα που περιέχει φθοριούχα συστατικά που είναι τόσο αρνητικά (ανιόν) όσο και θετικά φορτισμένα (κατιόν). Αυτό βοηθά στην προστασία της εσωτερικής λειτουργίας της μπαταρίας, καθιστώντας την ικανή να διαρκεί πολύ περισσότερο.

Δείτε ακόμη: Πού φορτίζω δωρεάν ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο στην Αθήνα;

Χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο υψηλής ανάλυσης, η ομάδα κατάφερε να ρυθμίσει τις αναλογίες για να δημιουργήσει ένα προστατευτικό στρώμα με ιδανικές ιδιότητες. Ευτυχώς, το υγρό είναι εύκολο να κατασκευαστεί, καθιστώντας το φθηνό και χρησιμοποιεί πολύ λιγότερο διαλύτη από τα παραδοσιακά υγρά, καθιστώντας το επίσης πιο φιλικό προς το περιβάλλον.

Θεωρείτε λοιπόν πως αυτό είναι το μέλλον για τις μπαταρίες των ηλεκτρικών οχημάτων ή πρόκειται απλώς για ένα ακόμη πείραμα;