Един от проблемите при преминаването от бензинови към електрически превозни средства е пробегът. Колко далеч можете да стигнете с едно зареждане? Изследователите смятат, че разполагат с формулировка, която разширява традиционния дизайн в значителна степен. Те твърдят, че могат да увеличат средния пробег на електрическите превозни средства над 1000 км (600 мили). Тайната е в силиция.

Силицият се счита за интригуващ елемент за комбиниране с архитектурите на батериите поради неговата често срещана наличност в световен мащаб. Но силицият има неприятното свойство да се разширява, когато се зарежда. Силициевите елементи могат да станат три пъти по-големи по време на процеса на зареждане, преди да се свият обратно. Можете да си представите, че разширяващите се елементи на батериите не са най-обичани от инженерите, независимо от положителните страни.

Точно поради тези причини силицият е разгледан в батериите като наночастици, което носи много предимства и същевременно намалява недостатъците. Въпреки това се появяват нови недостатъци, тъй като производството на тези наночастици е много по-сложен процес с много по-високи разходи.

Изследователи от Университета за наука и технологии в Поханг, Южна Корея, са решили да работят върху силициеви частици, които са около 1000 пъти по-големи, преминавайки от нано- към микромащаб. Те са по-лесни и по-евтини за производство и имат голяма енергийна плътност. Разширяването е основният проблем при този размер, но екипът е измислил как да се справи с него.

Те са използвали гел-полимерен електролит, който може да се деформира в процеса на зареждане чрез промяна на размера на силиция. Но простото пускане на силициеви частици в гела не е достатъчно, двете частици трябва да бъдат свързани на химическо ниво. По тази причина сместа от гел и микрочастици е облъчена с електронен лъч. Така се създават ковалентни връзки между двете части, които осигуряват по-добра стабилност и същевременно се справят с ефектите от разширяването.

Показателите на батериите бяха стабилни и демонстрираха свойства, сравними със стандартните литиево-йонни батерии, с предимството на допълнително 40-процентно подобрение на енергийната плътност.

"Използвахме микросилициев анод, но въпреки това имаме стабилна батерия. Това изследване ни доближава до истинска литиево-йонна акумулаторна система с висока енергийна плътност", казва професор Сооджин Парк в изявление.

Екипът твърди, че производственият процес за такава батерия е толкова прост, че този подход е готов за незабавно приложение. Би било интересно да се види как този подход се справя в действителност в пълноразмерна батерийна система.

Снимка: Unsplash

Виж още: Сбогом на триенето: този нов диск побира масивните 1 петабайт данни