Vinsamlegast athugið að þetta efni er eldra en 5 ára.
Á faglegum nótum 23. október 2019
Segjast hafa leyst gátuna við að búa til „liþíum-koltvísýringsrafhlöður”
Höfundur: Hörður Kristjánsson
Vísindamönnum við Illinois-háskóla í Chicago (UIC) virðist hafa tekist að búa til endurhlaðanlega liþíum-koltvísýrings rafhlöðu (lithium-CO2) sem eru með yfir sjö sinnum meiri orkuþéttni en liþíum-jóna-rafhlöður (lithium-ion batteries).
Nú segjast vísindamenn hafa fengið liþíum-koltvísýringsrafhlöður til að virka fullkomlega eftir endurhleðslu. Telja þeir sig hafa staðfest í tilraunum að slíkar rafhlöður hafi langan líftíma og hægt sé að endurhlaða þær með 500 milliamperstunda (mAh g−1) hleðslu oftar en 500 sinnum. Það þýðir um 10 ára endingu miðað við hleðslu einu sinni í viku og er sagt mun meiri ending en hægt sé að ná með liþíum-ion rafhlöðum sem nú eru m.a. notaðar í bíla.
Hefur grein um þetta m.a. verið birt í tímaritinu Advanced Materials og á heimasíðu Illinois-háskóla. Fræðilegir útreikningar vegna verkefnisins voru gerðir af teymi doktors Larry Curtis hjá Argonne National-rannsóknarstofunni. Þá var verkefnið styrkt af orkumálaráðuneyti Bandaríkjanna, skrifstofu orkunýtni og nýsköpunar í orkumálum og Vísindasjóði Bandaríkjanna (National Science Foundation)
Amin Salehi-Khojin, dósent við vél- og iðnverkfræðideild skólans, segir að liþíum-koltvísýringsrafhlöður hafi verið taldar vænlegur orkugeymslukostur um langa hríð vegna þess að þau hafa orkuþéttleika sem er meira en sjö sinnum meiri en algengt er í lithium-ion rafhlöðum. Fram til þessa hafi vísindamönnum hins vegar ekki tekist að þróa koltvísýringsrafhlöður sem virki almennilega og séu endurhlaðanlegar.
Þekkt sé að þegar liþíum-koltvísýringsrafhlaða er notuð valdi efnahvörf umbreytingu í litíumkarbónat og kolefni. Litíumkarbónatið endurvinnst meðan á hleðslu stendur, en kolefnið safnast bara upp, sem að lokum leiðir til þess að rafhlaðan hættir að virka.
Salehi-Khojin og samstarfsmenn hans notuðu nýtt efni í tilraunir með koldíoxíð-rafhlöðuna til að bæta endurvinnslu bæði litíumkarbónats og kolefnis við endurhleðslu. Til þess notuðu þeir, ef rétt er skilið, „MoS2 nanoflögur í bakskaut samhliða jónískum vökva úr dímetýlsúlfoxíð raflausn“, hvað sem það annars þýðir á mannamáli.
„Okkar einstaka samsetning hjálpar til við að gera fyrstu kolefnishlutlausa liþíum-koltvísýringsrafhlöðuna með miklu meiri skilvirkni og lengri líftíma, en hægt er að ná í sambærilegum rafhlöðum. Það gerir það kleift að nota þessa tækni í háþróuð orkugeymslukerfi,“ sagði Salehi-Khojin.