Tym sposobem udało im się osiągnąć wynik na poziomie 8.3 × 10–4 S/cm (simensów na centymetr). Oznacza to rekordową wartość w gronie akumulatorów litowo-jonowych ze stałym elektrolitem. Jeśli chodzi o owoce tego postępu, to w grę wchodzi przede wszystkim zapewnienie wyższego poziomu bezpieczeństwa powstałych urządzeń. A przecież awarie akumulatorów, prowadzące na przykład do pożarów elektrycznych samochodów, stanowiły dotychczas poważny problem.
Czytaj też: Poznajcie akumulator, który zmienia zasady gry, a wszystko dzięki zwykłej soli!
O kulisach swoich działań członkowie zespołu badawczego piszą na łamach Journal of the American Chemical Society. W publikacji wyjaśniają, że wdrożyli nowatorski układ makrocykli i cząsteczek klatkowych. Efekt końcowy to wysoka przewodność w akumulatorach litowo-jonowych ze stałym elektrolitem. Powinni na tym skorzystać zarówno producenci, jak i potencjalni klienci.
Podatność na awarie była w przypadku tego wariantu dość dużym problemem, dlatego jego rozwiązanie powinno być bardzo mile widziane. Ale skąd się brał? Jony przemieszczające się w ciekłym elektrolicie mają tendencję do wytwarzania dendrytów, czyli mikroskopijnych struktur między anodą i katodą. Takowe mogą nie tylko obniżać wydajność urządzenia, ale dodatkowo zwiększać jego podatność na awarie w postaci pożarów czy wręcz wybuchów.
Naukowcy z Cornell University sprawili, że doszło do wzrostu przewodności akumulatorów litowo-jonowych ze stałym elektrolitem. Teraz są one mniej narażone na uszkodzenia
W przypadku stałego elektrolitu ryzyko awarii może być niższe, ale jednocześnie pojawia się ograniczenie w postaci wolniejszego ruchu jonów wystawionych na większy opór w czasie przemieszczania. Próbując sobie z tym poradzić, członkowie zespołu badawczego podjęli się wyzwania w postaci stworzenia porowatego kryształu, który miałby zwiększyć płynność ruchu jonów w obrębie stałego elektrolitu.
Jak wyjaśniają sami zainteresowani, wdrożony przez nich układ makrocykli i cząsteczek klatkowych doprowadził do upragnionego przełomu. Warto podkreślić, że te pierwsze są cząsteczkami z pierścieniami składającymi się z 12 lub więcej atomów. Pojęcie numer dwa odnosi się natomiast do klatek zawierających związki wielopierścieniowe. Połączone wiązaniami wodorowymi, łączą się w trójwymiarowe kryształy i stwarzają środowisko, przez które mogą przepływać jony.
Czytaj też: Akumulatory sodowo-jonowe z nowym rekordem. To świetna wiadomość dla nas wszystkich
Dzięki uzyskanemu rekordowo wysokiemu przewodnictwu jonowemu naukowcy z Cornell University potwierdzili, że proponowana koncepcja ma rację bytu. Co więcej, może ona być stosowana nie tylko względem akumulatorów litowo-jonowych. Oznacza to potencjał rozwoju dotyczący innych baterii już dostępnych na rynku, bądź dopiero znajdujących się w fazie testów. Co więcej, w grę ma wchodzić zastosowanie tej technologii nawet w innych dziedzinach, takich jak oczyszczanie wody.