Takowe zwykle tworzą się samoczynnie w czasie działania akumulatorów. Mają formę mikroskopijnych struktur i mogą w ten sposób zaburzać pracę takich urządzeń. Wiadomo, iż ograniczają ich wydajność oraz zaburzają stabilność. Obie cechy są bardzo istotne w kontekście oceny przydatności baterii.
Czytaj też: Akumulatory w elektrykach pożyją dłużej, niż same auta? Interesujące wyniki raportu
W nowym wydaniu, z potasem w składzie, takowe mogą zyskać uznanie klientów. Jak wyjaśniają autorzy publikacji zamieszczonej w eScience, ich bateria potasowo-metalowa ma zapewniać większe bezpieczeństwo i wydajność niż do tej pory. W toku eksperymentów udało im się doprowadzić do stabilizacji anody, dzięki czemu oba aspekty doświadczyły poprawy. A to bardzo dobre wiadomości dla dalszego rozwoju technologii oddelegowanych do magazynowania energii.
Oczywiście pozycja lidera w tym zakresie wciąż należy do wariantów litowo-jonowych, lecz inżynierowie w pocie czoła pracują w celu poszukiwania alternatyw. Akumulatory potasowo-metalowe wydają się mieć kilka cech zapewniających im ogromny potencjał. Wśród ich nieoczywistych zalet można wymienić łatwą dostępność potasu, co powinno przynieść korzyści ekonomiczne i środowiskowe.
Dendryty, czyli mikroskopijne struktury zaburzające funkcjonowanie baterii, nie powstają dzięki krokom podjętym przez twórców nowego akumulatora potasowo-metalowego. To bardzo istotna zmiana
Na drodze do potencjalnego sukcesu mogły stać dendryty, których pojawianie się stanowi utrapienie dla różnego rodzaju baterii. Pomimo niewielkich rozmiarów są one wysoce problematyczne. Z tego względu naukowcy musieli znaleźć sposób na zapobieganie ich powstawaniu. Kluczem do sukcesu okazało się podejście zastosowane w celu tworzenia hybrydowej warstwy interfejsu bogatej we fluorek potasu i cynk na metalicznym potasie.
W konsekwencji doszło do poprawy dynamiki transportu jonów i elektronów, dzięki czemu inżynierowie uzyskali anodę o znacznie lepszych niż dotychczas parametrach elektrochemicznych i stabilności przekraczającej 2000 godzin. Fluorek potasu zapobiega wzrostowi dendrytów, natomiast nanokryształy cynku zwiększają przewodność i poprawiają transport jonów. Wdrożony przez członków zespołu badawczego dwuwarstwowy interfejs stabilizuje anodę, co owocuje płynnym przepływem jonów i elektronów – a w długofalowej perspektywie – zwiększoną żywotnością.
Czytaj też: Samsung SDI pokazuje, jak podbijać rynek elektryków. Ten akumulator wyznacza trendy
W czasie testów autorzy zmierzyli wspomnianą stabilność na przestrzeni ponad 2000 godzin. Pojemność nowych ogniw wyniosła 61,6 mAh/g przez ponad 3000 cykli. Jak podkreślają, ostatnie ich dokonania oznaczają wielki postęp prowadzący do stworzenia bezpieczniejszych akumulatorów potasowych o wysokiej wydajności, przeznaczonych do magazynowania energii na dużą skalę. Jak widać, akumulatorowa rzeczywistość nie musi się kończyć na najbardziej popularnych urządzeń litowo-jonowych.
