Energi
Batteriet som laddas upp på några sekunder
Den övre delen av bilden, som inte är skalenlig, visar hur anod (grå), separator (grön) och katod (blå) är sammanflätade. Den undre delen av bilden visar komponenternas molekylära strukturer. Bild: Wiesner Group Foto: Wiesner Group
Forskare vid Cornell University utvecklar ett batteri som ska kunna laddas upp på bara några sekunder. Hemligheten är en ny sorts batteriarkitektur.
Genom att integrera batterikomponenterna i en tredimensionell arkitektur på nanoskala kan batteriernas effekt förbättras avsevärt. Det menar forskare vid Cornell University, som har utvecklat ett batteri där anod, katod och separatorn är sammanflätade i en självmonterande, gyroidformad struktur.
Enligt Ulrich Wiesner, teknikprofessor vid Cornell University och den som har lett arbetet, ska den nya arkitekturen eliminera i princip alla förluster som orsakas av "döda volymer" i en enhet.
”Än viktigare, om vi krymper dimensionerna på dessa interpenetrerande domäner till nanoskala, som vi har gjort, får du en högre energidensitet. Med andra ord kan du komma åt energin mycket snabbare än med konventionella batteriarkitekturer” säger Ulrich Wiesner i en kommentar på universitetets hemsida.
Tar sekunder att ladda batteri
Att ladda ett sådant här nanobatteri ska enligt Ulrich Wiesner bara behöva ta några sekunder, kanske ännu snabbare.
Batteriets anod består av tunna, självmonterande gyroidformade kolfilmer. Dessa har tusentals porer, 40 nanometer breda. Porerna beläggs genom elektropolymerisering med en tio nanometer tjock, elektriskt isolerande, jonledande separator. Katoden, som görs av svavel, fyller en del av porerna.
Har sökt patent
Eftersom svavlet inte leder ström används även den elektriskt ledande polymeren som kallas Pedot, som också är kruxet med batteriet just nu. Materialet degraderar efter upprepad laddning och urladdning, något forskarna arbetar för att lösa. Men de har redan sökt patentskydd för sitt arbete.
Den vetenskapliga artikeln ”Block Copolymer Derived 3-D Interpenetrating Multifunctional Gyroidal Nanohybrid for Electrical Energy Storage” har publicerats i Energy and Environmental Science.
