Organske baterije za električne aute tretirane etanolom

Znanstvenici teksaškog Sveučilišta u Houstonu demonstrirali su novi tip organski baziranih baterija koje spajaju organsku arhitekturu s čvrstim elektrolitima. Tipične baterije premještaju svoj električni naboj između dvije elektrode, katode i anode, u otopini tekućeg elektrolita, no znanstvenici u alternativnom dizajnu koriste čvrsti elektrolit.

Ova vrsta arhitekture mogla bi omogućiti baterijama da rade i s litij-metalnom anodom koja može pohraniti čak 10 puta više energije od trenutnih uređaja. 

Znanstvenici kažu da su riješili, kako kažu, ključno ograničenje čvrstih litijevih baterija na organskoj osnovi. Tamo gdje katode na bazi kobalta daju baterijama visoku gustoću energije, one izrađene od organskih materijala pate od ograničene gustoće energije, što je tim utvrdio zbog mikroskopskih struktura unutar katode.

Katode na bazi kobalta često se favoriziraju jer je mikrostruktura prirodno idealna, no stvaranje idealne mikrostrukture u čvrstoj bateriji na organskoj osnovi predstavlja veći izazov", kaže autor studije Jibo Zhang.

Radeći s katodom izrađenom od organskog materijala nazvanog piren-4,5,9,10-tetraon (PTO), znanstvenici su koristili etanol kao otapalo kako bi promijenili njezinu mikrostrukturu. Ovaj tretman rezultirao je novim aranžmanom koji je omogućio bolji transport iona unutar katode i povećao njezinu energetsku gustoću na 302 Wh/kg, što je za 83 posto više od trenutnih najsuvremenijih čvrstih baterija s organskim katodama.

"Razvijamo jeftine katodne materijale na organskoj bazi bez kobalta za čvrste baterije koje više neće trebati rijetke metale koji se vade u rudnicima u kojima vladaju nehumani uvjeti rada, kaže Yao. "Ovo istraživanje korak je naprijed u povećanju gustoće energije baterija za električna vozila korištenjem održivije alternative".

Čitav znanstveni rad objavljen u časopisu Joule možete pronaći na ovoj poveznici.