Żywotność baterii smartfonów trzy razy dłuższa. Naukowcy mają na to sposób

Żywotność baterii ma istotny wpływ na to jak często decydujemy się na wymiany telefonów. Łaowania oraz rozładowywanie prowadzi do korozji akumulatorów, a w wraz z jej postępem elektronika coraz częściej wymaga kontaktu ze źródłem zasilania. Laptopy, telefony i tablety przestają być w pełni mobilne, co zmusza nas ich wymiany. Okazuje się, że jest na to sposób, a tania regeneracja baterii laptopów, telefonów i tabletów jest w zasięgu współczesnej technologii. Potrzebujemy tylko tajemniczego materiału o nazwie MXene.

Dlaczego bateria z MXene ma potencjał na większą żywotność?

MXene  to znany od kilkunastu lat materiał o właściwościach zbliżonych do hybrydy metalu i ceramiki. Ma strukturę kryształu, ale przepustką do świata baterii są jego możliwości przewodzące. W porównaniu z surowcami, z których projektujemy akumulatory LiOn, jest on tak samo efektywny.  Niestety, zastąpienie  baterii litowo - jonowych rozwiązaniem wykorzystującym MXene do niedawna wydawało się nieopłacalne.

MXene  łatwo wytworzyć i jest odpowiednio mocny, ale ma on tę sama wadę co budulce baterii litowo – jonowych.  Podczas ładowania i rozładowywania akumulatorów dochodzi do korozji. W przypadku technologii LiOn nie ma dobrego sposobu na usunięcie tlenku (rdzy), która obniża żywotność baterii.  Identycznie na kolejne ładowania reaguje MXene. Dla tego materiału naukowcy RMIT (Royal Melbourne Institute of Technology)  znaleźli  jednak światełko w tunelu. Według nich baterie z MXene można łatwo regenerować i przedłużać ich żywotność.

Jak regenować baterie zbudowane z MXene?

Badając możliwości Mxene Australijczycy opracowali technologię usuwania korozji, odpowiednią dla Mxene. Poddali utlenione warstwy tego materiału drganiom o częstotliwości 10 MHz. Minuta takiego zabiegu oczyszcza go z korozji, a przy tym nie niszczy jego struktury, ani właściwości.  Dla baterii wykorzystujących Mxene jako materiału przewodzącego oznacza to możliwość regeneracji.

Odkryliśmy, że dzięki zastosowaniu fal dźwiękowych możemy wprawiać w drgania zawartość baterii, aby pozbyć się warstwy tlenku, a wtedy będziemy mogli odzyskać właściwości elektryczne baterii, odmłodzić je, aby przywrócić je do stanu pierwotnego. Nie można tego robić w nieskończoność, ale trzykrotne wykorzystanie części elektrycznych zbudowanych z badanego przez nas materiału MXene baterii jest możliwe

dr. Amgad Rezk,  RMIT

Co może zmienić zastosowanie MXene w bateriach?

Recykling akumulatorów litowo – jonowych jest praktyką, której efektywność pozostawia wiele do życzenia. W tym procesie udaje odzyskać tylko część materiałów służących do konstrukcji baterii. Nie odbywa się to też małym kosztem i więszkość technologii skupia się tylko na odzyskiwaniu najcenniejszych surowców. Alternatywa w postaci baterii, która można regenerować i przedłużać ich żywotność trzykrotnie jest więc atrakcyjna.

Mxene wymaga jednak jeszcze badań, a jego droga od laboratorium do baterii smartfonów i pozostałej elektroniki wiedzie przez przemysł. Inwestycją w nie musi być zainteresowany zarówno wytwórca akumulatorów, jak i producenci sprzętu, który będzie je wykorzystywał. 

Źródło: Newseria Innowacje