Η τεχνολογία των μπαταριών στερεάς κατάστασης θεωρείται εδώ και χρόνια το «ιερό δισκοπότηρο» της ηλεκτροκίνησης. Υπόσχεται οχήματα με μεγαλύτερη αυτονομία, ταχύτερη φόρτιση και σημαντικά αυξημένη ασφάλεια σε σχέση με τις συμβατικές λιθίου-ιόντων μπαταρίες. Παρά τις υψηλές προσδοκίες, όμως, η μαζική παραγωγή τους καθυστερεί, καθώς η τεχνολογία εξακολουθεί να αντιμετωπίζει τεχνικά εμπόδια.
Τώρα, μια ομάδα ερευνητών από την Κίνα φαίνεται πως έκανε ένα αποφασιστικό βήμα προς την κατεύθυνση της επίλυσης αυτών των προβλημάτων, παρουσιάζοντας κάτι που ακούγεται σχεδόν απίστευτο: μια εύκαμπτη μπαταρία στερεάς κατάστασης.
Η είδηση προέρχεται από την Chinese Academy of Sciences (CAS), τη μεγαλύτερη και πιο έγκυρη ερευνητική οργάνωση της Κίνας, που ιδρύθηκε το 1949. Οι επιστήμονες του Institute of Metal Research, που ανήκει στο δίκτυο της CAS, ανακοίνωσαν πως ανέπτυξαν ένα νέο τύπο στερεάς μπαταρίας ικανής να παραμορφώνεται χωρίς να χάνει την απόδοσή της. Με απλά λόγια, η νέα αυτή μπαταρία μπορεί να λυγίζει, να συστρέφεται ή να πιέζεται, ενώ συνεχίζει να αποδίδει σταθερά ηλεκτρικό ρεύμα και να διατηρεί υψηλή ενεργειακή πυκνότητα.
Το επίτευγμα είναι ιδιαίτερα σημαντική, γιατί ένα από τα βασικά μειονεκτήματα των μπαταριών στερεάς κατάστασης μέχρι σήμερα είναι η χαμηλή ικανότητα μεταφοράς ιόντων και η κακή επαφή ανάμεσα στο ηλεκτρόδιο και τον στερεό ηλεκτρολύτη. Αυτά τα τεχνικά εμπόδια οδηγούν σε μειωμένη απόδοση και δυσκολία στην εφαρμογή της τεχνολογίας σε εμπορικά προϊόντα.
Για να ξεπεράσουν αυτά τα εμπόδια, οι Κινέζοι ερευνητές δημιούργησαν ένα εντελώς νέο υλικό που συνδυάζει πολυμερή μόρια, επιφανειοδραστικές ουσίες και ηλεκτροχημικά ενεργές αλυσίδες θείου. Αυτό το σύνθετο υλικό επιτρέπει υψηλή αγωγιμότητα ιόντων και καλύτερη αποθήκευση λιθίου, βελτιώνοντας έτσι τη συνολική απόδοση της μπαταρίας. Επιπλέον, η χρήση καθόδου με πολυμερικό ηλεκτρολύτη συμβάλλει στην αύξηση της ενεργειακής πυκνότητας, καθιστώντας τη νέα συσκευή ικανή να αποθηκεύει περισσότερη ενέργεια σε μικρότερο όγκο.
Σύμφωνα με τις δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν στο εργαστήριο, η μπαταρία κατάφερε να αντέξει 20.000 συνεχόμενες κάμψεις χωρίς να εμφανίσει απώλεια ισχύος ή μείωση στην απόδοσή της. Πρόκειται για μια επίδοση που αποδεικνύει πως η τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συσκευές όπου απαιτείται ευελιξία, όπως σε φορητά ηλεκτρονικά, «έξυπνα» ρούχα ή μελλοντικά ακόμη και σε προσαρμοζόμενες δομές οχημάτων.
Η ανάπτυξη αυτή δεν σημαίνει πως η εύκαμπτη μπαταρία στερεάς κατάστασης είναι έτοιμη για εμπορική διάθεση. Η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη σε πειραματικό στάδιο, και θα χρειαστούν μερικά χρόνια για να αποδειχθεί ότι μπορεί να παραχθεί σε βιομηχανική κλίμακα με χαμηλό κόστος και σταθερή ποιότητα. Παρ’ όλα αυτά, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το ερευνητικό έργο της Chinese Academy of Sciences μπορεί να αποτελέσει ορόσημο στην εξέλιξη της τεχνολογίας των solid-state μπαταριών.
Οι επιστήμονες θεωρούν ότι η ανακάλυψή τους λύνει ένα από τα μεγαλύτερα τεχνικά προβλήματα που αντιμετώπιζε μέχρι σήμερα ο κλάδος. Εάν η νέα τεχνολογία αποδειχθεί πρακτική, θα μπορούσε να οδηγήσει σε μπαταρίες πιο ασφαλείς, με υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής – στοιχεία κρίσιμα για την επόμενη γενιά ηλεκτρικών οχημάτων.
[via]
