08/10/2015 - Fortschritte bei der Speicherung von Energie durch Lithium-Luft-Technologie

Menéame

Die Maschinen und Elektronikn der Zukunft suchen nach Wegen, die Speicherung von Energie die es ihnen ermöglichen, ihre Autonomie. Tag für Tag untersucht die Technik Alternativen mit einer höheren Speicherkapazität, was es ermöglicht hat, dass sich seit 1991, als die ersten Einheiten zum Verkauf angeboten wurden, die Lithium-Ionen-Batterientechnologie kontinuierlich entwickelt hat.

Der weltweite Marktwert dieser Geräte wird 2019 schätzungsweise 30 Milliarden Euro erreichen. Ihre Verwendung ist auf fast jedem elektronischen Gerät erforderlich.

Energie aus der Luft ziehen

Eine der projektivsten Alternativen für diese Technologie sind die so genannten Lithium-Luft-Batterien, d.h. Batterien mit Metallanoden und Luft-basierten Kathoden, die Sie zieht ständig Sauerstoff aus ihrer Umgebung..

Diese Technologie wurde ursprünglich in den 1970er Jahren vorgeschlagen, aber es war nicht vor einigen Jahren, die ihr wissenschaftliches Interesse an der Materialtechnologie und die steigende Nachfrage nach umweltverträglichen und ölunabhängigen Energiequellen wiedererlangte.

Die Hauptattraktion der Li-air-Batterie ist seine hohe Energiedichteeine Messung der Energiemenge, die eine Batterie für eine bestimmte Masse speichern kann. Eine Lithium-Luft-Batterie hat eine Energiedichte (je Kilo), die mit der traditionellen Benzindichte (je Kilo) vergleichbar ist. Li-Luft-Batterien erhalten diesen Vorteil in der Energiedichte, da sie Luftsauerstoff anstelle eines internen Oxidationsmittels verwenden. Aber sie haben auch einen großen Nachteil, Ihre Lebensdauer bleibt sehr begrenzt.

Projekt STABLE. Verbesserung der Lithium-Luft-Technologie

Der Professor Qiuping Chen, Professor der Polytechnische Universität Turinkoordiniert ein Projekt, das darauf abzielt, die Dauer dieser Speichergeräte zu erhöhen. Professor Chen erklärte: "Die größte Herausforderung besteht darin, ihre Haltbarkeit zu erhöhen, die sich auf die 50 Zyklen maximal Lade-Entladung" Diese Zahl ist lächerlich im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien, die während ihrer gesamten Lebensdauer zwischen 400 und 200 Zyklen betragen können.

Die Verantwortlichen für STABLE-Projekt Es wurden klare Ziele formuliert: die Kapazität von 50 auf 100 bis 150 Zyklen zu erhöhen und diese Leistung in Funktionszellen innerhalb von drei Jahren im Zusammenhang mit Elektroauto-Batterien, einem aufstrebenden Markt, nachzuweisen.

"Der Erfolg des Projekts ist in dieser Hinsicht absolut, denn wir haben 151 Zyklen erreicht," sagte Professor Chen, "Obwohl sein Einfluss auf die Autoautonomie pro Zyklus in hohem Maße von der Energiedichte, der Größe und der Anzahl der Zellen abhängt, sind wir aber zuversichtlich, dass dieser Einfluss wichtig ist."

Arbeitslinien

Professor Chen und sein Team widmeten ihre Forschung den Technologien und Materialien des Anodens, des Kathoden- und Elektrolysesystems der Batterien und erforschten außerdem die grundlegenden Montagetechniken für Leistung, Kosten und Umweltauswirkungen.

Dadurch wurde die Lebensdauer verbessert, indem die möglichen Zyklen der Lithium-Luft-Batterien auf unterschiedliche Weise auf Laborebene verlängert wurden. Das erste war durch einen Prozess der Zweifunktionale Katalyse geeignet für Die Batterie effektiv regenerieren. Anschließend schützten sie die Anode von Lithium gegen die Bildung von Dendriten durch Membranen, die Stabilität des Elektrolyts erhöht, um die Löslichkeit von Li2O2 zu verbessern und eine Verstopfung der Kathode zu verhindern.

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