Istraživači sa Univerziteta Kornel napravili su revolucionarno otkriće koje bi moglo značiti kraj eksplozivnih baterija. Pre nekoliko godina, ovaj problem bio je posebno izražen, a čak smo i 2022. godine imali izveštaje o slučajevima zapaljenja baterija na iPhone uređajima, što bi sada moglo biti rešeno zahvaljujući ovom napretku.
Litijum-jonske baterije: Snaga i nestabilnost
Litijum-jonske baterije predstavljaju jedno od najkorisnijih dostignuća modernog doba. Omogućile su nam da napajamo širok spektar elektronike, od malih ručnih računara poput iPhone i Android telefona, do većih uređaja poput laptopova.
Međutim, ove baterije su ostale prilično nestabilne. Zbog ovog problema, mnogi naučnici i inženjeri tragali su za načinima da unaprede dizajn baterija.
Porozni kristali kao inovativno rešenje
Kako bi se izborili sa problemom eksplozivnih baterija i trajno ga rešili, istraživači sa Kornela razvili su novu vrstu poroznog kristala koji bi mogao zameniti tradicionalne litijum-jonske baterije sa tečnim elektrolitom, kao i sporije, ali bezbednije čvrste baterije koje su neki pokušavali da uvedu u masovnu upotrebu poslednjih godina, poput potencijalne Apple-ove keramičke baterije.
Dendriti: Problem između anode i katode
Jedan od najvećih problema koje kristalne baterije nastoje da reše su bodljikave dendrite koje mogu da se formiraju između anode i katode u bateriji kada se koristi tečni elektrolit za prenos jona. Istraživači su morali da pronađu razumno rešenje između bezbednijih čvrstih baterija i slobodnijih tečnih baterija.
Molekularni kavezi i makrocikli: Ključ stabilnosti
Tu na scenu stupaju porozni kristali. Da bi eliminisali eksplozivne baterije i moguće kratke spojeve zbog dendritskih bodlji, istraživači su počeli sa molekularnim kavezom i tri makrocikla, od kojih oba imaju intrinzične pore kroz koje joni mogu da prolaze. Korišćenjem ovih komponenti kao osnove za kristale, istraživači su obezbedili dovoljno prostora za skladištenje jona i njihov prolaz.
Objavljeni rezultati istraživanja
Na kraju, istraživači su uspeli da postignu dobru provodljivost pomoću kristalne baterije. Svoja otkrića objavili su u časopisu Journal of the American Chemical Society.