Lithium-ion battery, How does it work?
Ti gange mere kraft end lithiumion - men stadig ti år væk: En fluffy carbonelektrode har bragt forskere ved Cambridge University et skridt tættere på at producere et brugbart lithium-luftbatteri, men mange tekniske udfordringer forbliver.
Lithium-ion-batterier i dag er lette, men omfangsrige for ladningen, de opbevarer. Andre batterikemikalier har en bedre energitæthed. I årevis har forskere været på udkig efter måder at lave batterier med alle fordelene ved Li-ion, men det tager mindre plads.
Lithium-luftbatterier med en teoretisk energitæthed, der er ti gange større end Li-ion, er set som vejen frem, men eksperimentelle modeller har hidtil vist sig ustabile, med ringe ladning eller udladning og lav energieffektivitet. Værre, de kan kun betjenes i ren ilt, hvilket gør dem upraktiske til brug i en normal atmosfære.
Det atmosfæriske problem er stadig uløst, men i et papir udgivet i tidsskriftet Science on Friday beskriver forskere ved Cambridge University, hvordan de har løst nogle af stabilitets- og effektivitetsproblemerne ved at tilsætte lithiumiodid og anvende en fluffy carbonelektrode lavet af plader af grafen.
De positive og negative elektroder i Li-ion-batterier er fremstillet af henholdsvis et metaloxid og en grafit. Et lithiumsalt opløst i et organisk opløsningsmiddel virker som en elektrolyt, der bærer lithiumioner mellem de to elektroder.
I lithium-luftbatteriet udviklet af Tao Liu, Clare P. Gray og kollegaer i Cambridge, er carbonelektroden fremstillet af en porøs form af grafen.
De valgte at opbevare ladning ved at danne og fjerne krystallinsk lithiumhydroxid (LiOH) i stedet for lithiumperoxidet, der anvendes i andre lithium-luftbatterier.
Ved at tilføje lithiumiodid kunne de undgå mange af de uønskede kemiske reaktioner, der langsomt forgiftede tidligere designs. Det forbedrede cellens stabilitet selv efter flere ladnings- og udladningscykler. Hidtil har de været i stand til at genoplade cellen 2000 gange.
Denne og andre tweaks til deres design tillod dem at holde spændingsgabet mellem opladning og udladning i overensstemmelse med Li-ionceller, omkring 0,2 volt sammenlignet med til 0,5-1V for andre lithiumluftdesigner. Det siger de, gør deres celle 93 procent energieffektiv.
Der er dog stadig en masse problemer, der skal løses, før batteriet kan gå i kommerciel produktion. Dens kapacitet er meget afhængig af ladning og udladning, og den er stadig modtagelig for dannelsen af dendritter, fibre af rent lithium, der kan kortslutte batteriets elektrode og forårsage eksplosion. Der er også problemet med luft, som indeholder nitrogen, carbondioxid og vanddamp ud over det rene ilt, som den eksperimentelle celle kræver.
Drømmer om en ledningsfri bærbar computer? Den kommer tættere på virkeligheden
I den ikke alt for fjerne fremtid vil pc-beslutningstagere frigøre din bærbare computer med ledninger og kabler. Nogle meddelelser på CES signal fremskridt mod det mål.
Microsofts marketingmaskine har malet HoloLens som en slags kvasi-magisk enhed, der kan revolutionere måden vi interagerer på med computere. Det er stadig ret sandt. Men brug nok tid til at grave igennem Microsofts online dokumentation, og i virkeligheden finder du i virkeligheden, at HoloLens for alle sine $ 3,000-priser stadig er begrænset på mange måder.
Microsoft har internt kendt dette i nogen tid. Men nu hvor det er begyndt at cirkulere disse oplysninger til udviklere, skal du begynde at lære om det også, og HoloLens har flere betydelige svagheder
