Wetenschappers vinden manier om capaciteit van lithium-accu’s op te hogen

Sep

27

2015

Wetenschappers denken dat zij de capaciteit van conventionele lithium-accu’s aanzienlijk kunnen vergroten door gebruik te maken van silicium. Het bouwen van anodes met dit materiaal maakt namelijk een hogere accucapaciteit mogelijk.

Het onderzoek is uitgevoerd door het Georgia Institute of Technology en er is over gerapporteerd in het gezaghebbende wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications. In hun onderzoek beschrijven de wetenschappers een manier om accu’s te bouwen met een anode die is opgebouwd uit silicium in plaats van grafiet. Een dergelijke anode kan aanzienlijk meer lithium-ionen, in theorie zo’n tien keer meer, opnemen en dat geeft de accu aanzienlijk meer capaciteit.

Een accu op basis van silicium-elektroden is niet nieuw, maar er zijn nog geen modellen gebouwd. Dat heeft te maken met de kwetsbaarheid van het silicium als het wordt ingezet in lithium-accu’s. Lange tijd wisten onderzoekers namelijk niet hoe zij het breekbaar worden van het silicium konden voorkomen. Een reeks nanomechanische studies, zowel in het lab als simulaties met de computer, van de onderzoekers aan Georgia Tech liet zien dat er wel degelijk omstandigheden zijn waarin silicium-anodes in lithium-accu’s goed kunnen werken.

Opvallend genoeg worden silicium-anodes aanzienlijk steviger in bepaalde hogere concentraties lithium-ionen. Volgens de onderzoekers komt dat omdat bij hogere concentraties de gevormde lithium-lithium- en lithium-silicium-verbindingen gaan overheersen. Deze zijn aanzienlijk stabieler dan bindingen tussen silicium-atomen die de overhand hebben bij lagere concentraties lithium.

Het onderzoek toont dus aan welke omstandigheden noodzakelijk zijn om silicium in te zetten voor lithium-accu’s. Volgens de wetenschappers is het mogelijk om accu’s te bouwen als er bij de ontlading rekening wordt gehouden met het feit dat de concentratie lithium rond de anode hoog genoeg moet blijven. De wetenschappers hopen dat hun onderzoek aanzet tot nieuwe interesse voor silicium als bouwmateriaal voor accu’s.

Viewing:-142

In: Technology & Gadgets Asked By: [17572 Red Star Level]

Answer this Question

You must be Logged In to post an Answer.

Not a member yet? Sign Up Now »