Li-ion-johteita uuden suunnan kestäville akuille

Yksi materiaalitieteen suurista haasteista on sellaisten uusien materiaalien suunnittelu ja löytäminen, jotka vastaavat maailmanlaajuisia ympäristöarvojen tavoitteet.

Science - lehdessä julkaistussa artikkelissa Liverpoolin yliopiston tutkijat ovat löytäneet kiinteän materiaalin, joka johtaa nopeasti litiumioneja.

Uudella materiaalilla, joka koostuu myrkyttömistä maaperän runsaista alkuaineista, on tarpeeksi korkea Litium ionin johtavuus korvaamaan nestemäiset elektrolyytit nykyisessä Li-ion-akkutekniikassa, mikä parantaa turvallisuutta ja energiakapasiteettia.

Monitieteellinen tutkimusryhmä syntetisoi materiaalin laboratoriossa transformatiivisen tieteellisen lähestymistavan avulla, määritti sen rakenteen ja demonstroi sitä akkukennossa.

Uusi materiaali on yksi harvoista kiinteistä materiaaleista, jotka saavuttavat riittävän korkean Litium ionin johtavuuden korvaamaan nestemäisiä elektrolyyttejä, ja toimii uudella tavalla rakenteensa vuoksi.

Professori Matt Rosseinsky Liverpoolin yliopiston kemian laitokselta toteaa: "Tämä tutkimus osoittaa uuden ja toimivan materiaalin suunnittelun ja löytämisen. Tämän materiaalin rakenne muuttaa aiempaa ymmärrystä siitä, miltä korkean suorituskyvyn kiintoaineinen elektrolyytti näyttää.

"Erityisesti kiinteät aineet, joissa on monia erilaisia ympäristöjä liikkuville ioneille, voivat toimia erittäin hyvin, ei vain pienessä määrässä kiinteitä aineita, joissa ioniympäristöt ovat hyvin kapeita. Tämä avaa dramaattisesti kemiallista tilaa lisälöydöksille.

"Viimeaikaiset raportit ja tiedotusvälineet kertovat tekoälytyökalujen käytöstä mahdollisesti uusien materiaalien löytämiseen. Näissä tapauksissa tekoälytyökalut toimivat itsenäisesti ja näin ollen todennäköisesti luovat uudelleen sen, mitä niille on koulutettu, luoden materiaaleja, jotka voivat olla hyvin samankaltaisia kuin jo tunnetut.

"Tämän löydön tutkimuspaperi sitä vastoin osoittaa, että tekoäly ja asiantuntijoiden ohjailemat tietokoneet voivat ratkaista reaalimaailman materiaalin löytämisen monimutkaisen ongelman, jossa etsimme merkityksellisiä eroja koostumuksessa ja rakenteessa, joiden vaikutusta ominaisuuksiin arvioidaan ymmärryksen perusteella."

"Meidän uudenlainen suunnittelutapamme tarjoaa uuden reitin näiden ja muiden korkean suorituskyvyn materiaalien löytämiseen, jotka perustuvat ionien nopeaan liikkeeseen kiinteissä aineissa."

Aiheesta aiemmin:

Tutkimus tasoittaa tietä paremmille metalliakuille

Vetyä ja polymeeriä akkuihin

Uusi näkemys moniarvoisten akkujen suunnitteluun

Katsausartikkeli: Kohti kiintoaineisia elektrolyyttejä