Ný vika og ný rafhlaða. Nú eru rafskaut úr nanóögnum úr mangan og títanoxíði í stað kóbalts og nikkels

Vísindamenn frá háskólanum í Yokohama (Japan) hafa gefið út rannsóknarritgerð um frumur þar sem kóbalt (Co) og nikkel (Ni) hafa verið skipt út fyrir oxíð af títan (Ti) og mangan (Mn), möluð að því marki að kornastærðir eru á hundruðum. nanómetrum. Frumurnar ættu að vera ódýrari í framleiðslu og hafa afkastagetu sem er sambærileg eða betri en nútíma litíumjónafrumur.

Skortur á kóbalti og nikkeli í litíumjónarafhlöðum þýðir minni kostnað.

efnisyfirlit

• Skortur á kóbalti og nikkeli í litíumjónarafhlöðum þýðir minni kostnað.
  • Hvað hefur áunnist í Japan?

Dæmigert litíumjónafrumur eru framleiddar með því að nota nokkra mismunandi tækni og mismunandi sett af frumefnum og efnasamböndum sem notuð eru í bakskautinu. Mikilvægustu tegundirnar eru:

• NCM eða NMC - þ.e. byggt á nikkel-kóbalt-mangan bakskaut; þau eru notuð af flestum framleiðendum rafbíla,
• NKA - þ.e. byggt á nikkel-kóbalt-ál bakskauti; Tesla notar þá
• LFP - byggt á járnfosfötum; BYD notar þá, sum önnur kínversk vörumerki nota þá í rútum,
• LCO - byggt á kóbaltoxíðum; við þekkjum ekki bílaframleiðanda sem myndi nota þá, en þeir birtast í rafeindatækni,
• LMO - þ.e. byggt á manganoxíðum.

Aðskilnaður er einfaldaður með tilvist tengla sem tengja tækni (til dæmis NCMA). Að auki er bakskautið ekki allt, það er líka raflausn og rafskaut.

> Samsung SDI með litíumjónarafhlöðu: í dag grafít, bráðum sílikon, bráðum litíum málmfrumur og drægni 360-420 km í BMW i3

Meginmarkmið flestra rannsókna á litíumjónafrumum er að auka afkastagetu þeirra (orkuþéttleika), rekstraröryggi og hleðsluhraða um leið og endingartíma þeirra lengjast. á sama tíma og kostnaður lækkar... Helsti kostnaðarsparnaðurinn kemur frá því að losa sig við kóbalt og nikkel, tvö af dýrustu frumefnunum, úr frumum. Kóbalt er sérstaklega vandamál vegna þess að það er unnið fyrst og fremst í Afríku, oft með börnum.

Fullkomnustu framleiðendurnir í dag eru í eins tölustafi (Tesla: 3 prósent) eða innan við 10 prósent.

Hvað hefur áunnist í Japan?

Vísindamenn Yokohama halda því fram þeim tókst að skipta alfarið út fyrir kóbalt og nikkel fyrir títan og mangan. Til að auka rýmd rafskautanna möluðu þau nokkur oxíð (líklega mangan og títan) þannig að agnir þeirra voru nokkur hundruð nanómetrar að stærð. Mölun er algeng aðferð vegna þess að miðað við rúmmál efnisins hámarkar hún yfirborðsflatarmál efnisins.

Þar að auki, því stærra yfirborðsflatarmál, því fleiri krókar og sprungur í uppbyggingunni, því meiri rafskautsgeta.

Útgáfan sýnir að vísindamönnum hefur tekist að búa til frumgerð frumna með efnilega eiginleika og nú leita þeir að samstarfsaðilum í framleiðslufyrirtækjum. Næsta skref verður gríðarlegt próf á þolgæði þeirra, fylgt eftir með tilraun til fjöldaframleiðslu. Ef breytur þeirra lofa góðu, þau ná ekki fyrr en árið 2025 í rafknúnum ökutækjum..

Þetta gæti haft áhuga á þér: