Categories: Articles destacats » Notícies elèctriques interessants
Nombre de visualitzacions: 22973
Comentaris sobre l'article: 1
Les bateries de carboni substitueixen el liti
Des del 2014, l’empresa nord-japonesa Power Japan Plus, dedicada a la cerca i desenvolupament de materials per a bateries d’alt rendiment, ha llançat la producció d’un nou tipus de bateries. Científics de la Universitat Kyushu van participar activament en el desenvolupament. Aquestes bateries tenen bàsicament un electròlit orgànic, que, però, funciona amb un càtode i un ànode fabricat amb un compost a base de carboni, i el carboni per a les bateries està fabricat amb cotó, grans de cafè o bambú.
Les noves bateries s’anomenen Ryden (bateria de carboni dual Ryden). A diferència del popular avui en dia bateries d’ió de liti, bateries Ryden de doble carboni són els més efectius i respectuosos amb el medi ambient. Aquí no s’utilitzen metalls rars i pesants, de manera que les bateries no són cares i són completament reciclables. Actualment és la millor manera d’emmagatzemar energia elèctrica.
Si us fixem en les bateries d’ions de liti, creades originalment el 1991 per Sony Energitech, per descomptat, tenen avantatges importants:
-
carregueu ràpidament i descarregueu-lo lentament;
-
tenen una baixa autocàrrega a la regió del 10%;
-
capaç d’alimentar una àmplia gamma de dispositius, des de telèfons mòbils fins a naus espacials sofisticades.
Tot i això, el liti, malgrat el seu pes lleuger i una bona densitat d’energia específica, també presenta desavantatges: una petjada de carboni, una toxicitat, un cost elevat i components escassos. Aquestes mancances de liti van impulsar els investigadors del Japó a buscar alternatives menys tòxiques, amb menys risc per al medi ambient, amb la possibilitat de disposar fàcilment.
La capacitat específica de les bateries de doble carboni és comparable a les bateries d’ions de liti, però en termes de seguretat, les bateries noves són significativament superiors a les de liti. A més, les bateries noves mantenen la seva vida laboral molt més llarga i es recarreguen més ràpidament, cosa que les converteix avui en una gran alternativa.
L’estiu de 2014, l’equip de Taisan va provar bateries noves en un cotxe elèctric, i els resultats van superar totes les expectatives. La bateria lleugera Ryden no es va sobreescalfar durant la cursa i, generalment, el conductor no va necessitar parar-se o frenar-se quan la bateria assoleix una temperatura perillosa. És a dir, en principi no es requereix la bateria basada en el sistema de refrigeració voluminós de "doble carboni".
El fabricant, per descomptat, no revela totes les subtileses pel que fa al dispositiu de la bateria, tanmateix, reclama un procés químic únic que procedeix entre l’ànode i el càtode fabricat amb el propi carboni ordinari. Al mateix temps, la bateria és totalment estable químicament i no és perillosa, com els ions de liti, ni per al medi ambient ni per als humans.
Mentrestant, les proves van mostrar una velocitat de càrrega de 20 vegades la velocitat de càrrega de les bateries d'ions de liti de capacitat similar. La tensió nominal d’una cel·la és de 4 volts. La vida laboral és un 50% superior als millors anàlegs de liti - 3000 respecte als cicles de descàrrega de càrrega de 2000 màxims anteriors.
La producció de bateries de doble carboni no està associada a un canvi en les línies existents per a les bateries d’ions de liti i, a causa de la manca de metalls rars a la llista de components, s’exclou la dependència dels preus de mercat de les matèries primeres. Els costos de disposició també han deixat de ser un problema, i la producció mateixa no està gairebé completament lliure de residus.
Un salt tecnològic tan colossal va ser el resultat d’un compromís al qual van arribar els fabricants i desenvolupadors, que van aconseguir el balanç desitjat ”, va dir Kaname Takeya, director tècnic de Power Japan Plus en un comunicat.
La producció a escala completa de les bateries Ryden 18650 va començar a la prefectura d'Okinawa. I ara es disposen de bateries segures i efectives per a diverses aplicacions, que van des d’equips mèdics fins a vehicles elèctrics, per als quals Power Japan Plus pot subministrar components per a la creació de bateries de gran capacitat per tal que els fabricants de vehicles elèctrics puguin obtenir la capacitat necessària d’autoassemblatge.
Des del 2014, químics de la Universitat d'Oregon cerquen un recanvi ecològic per al liti. A la recerca de biomaterials efectius, van descobrir un component químic que podria revolucionar la indústria de les bateries elèctriques. Cradle to Cradle: aquest és el nom del concepte, que assumeix la reutilització del 100% dels materials obtinguts en el procés de la vida humana: el producte es recrea o se'n obté un de nou del material d'origen.
La innovació consisteix en l’eliminació de residus perillosos gràcies a la seva reutilització en la producció de bateries. Un equip d’investigadors va descobrir la possibilitat de crear piles fiables i econòmiques a partir d’hidrocarburs aromàtics policíclics.
Els compostos d’hidrocarburs aromàtics policíclics (PAH) són contaminants i es poden trobar arreu. Reciclar aquests compostos us permetrà crear bateries sostenibles, tot i netejant l’entorn. En ser productes de la combustió d’hidrocarburs, les HAP es distribueixen a través de l’aigua, el sòl, l’aire i s’inclouen a la llista de les substàncies més nocives per al medi ambient.
La bateria, desenvolupada a la Universitat d'Origó, contindrà un ànode de carboni i un càtode basat en PAHs. Té especial interès la substància coronina. La coronina en forma cristallina sòlida és segura. Segons els resultats de la prova, va resultar que la capacitat d’ions és força alta, l’estructura químicament estable, i en el futur serà possible obtenir bateries perfectament adequades per estalviar l’energia del sol i del vent amb vista a la seva posterior utilització.
Hi ha un avantatge molt gran de la coronina respecte al mateix carboni: el carboni és incompatible amb l'electròlit no aquós, mentre que per a la coronina això no és cap problema. És a dir, les bateries resultaran lliures de manteniment i alhora fiables i estables. Per cert, els estudis sobre la formació d’estrelles van demostrar que les PAH estan presents a la nebulosa “Estàtua de la Llibertat”, és a dir, el Sol probablement també va sorgir del medi que conté PAHs: “l’energia procedent de les estrelles s’utilitzarà en les bateries i ens tornarà a trobar una i altra vegada ”, Va dir Hanen Khattab, doctora de la Universitat del Quebec a Mont-real.
Evidentment, el futur continua essent amb les bateries de carboni. Seran barats de fabricació, no tòxics, respectuosos amb el medi ambient i per als humans. El carboni està àmpliament disponible. El carbó regular conté un 80% de carboni. Qualsevol organisme viu o mort es caracteritza pel contingut de compostos de carboni.
La vida és impossible sense carboni. Les plantes reben compostos de carboni de l’aire, utilitzen carboni per formar el sistema radicular. Els animals obtenen carboni amb els aliments. Tots dos l'emeten en la composició del diòxid de carboni. D’una manera o altra, el carboni no té un subministrament curt, i això ens proporciona una mica d’esperança.
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: