Lítium-iónové batérie inšpirované slizom (detskou hračkou) sa nezapaľujú a nevybuchujú

Lítium-iónové batérie inšpirované slizom (detskou hračkou) sa nezapaľujú a nevybuchujú

Populárna hračka zvaná „sliz“ (slime) inšpirovala výskumníkov k vytvoreniu lithium-ionovej batérie, ktorá je menej náchylná k nebezpečným požiarom.

Lítium-iónové batérie v bežnom živote

Lítium-iónové batérie sú neodmysliteľnou súčasťou našich životov. V dnešnom svete plnom technológií ich využívame takmer vo všetkých elektronických zariadeniach v domácnosti – od notebookov cez slúchadlá až po smartfóny. Avšak niekedy vedia byť nebezpečné…

Lítium-iónová batéria má dve elektródy, ktoré boli vyvinuté tak, aby nedošlo ku ich vzájomnému kontaktu. Ku tomu sa u väčšiny elektronických zariadení používa separačná vrstva zložená z plastov. Ak sa však tento plast poškodí alebo dôjde k ohnutiu elektród, môže to vyústiť k ich priamemu kontaktu.

Následky môžu pre bežného používateľa veľmi byť nečakané. Môže totiž dôjsť ku vznieteniu až výbuchu celého zariadenia. Avšak, podobné požiare nie sú veľmi časté. Štatisticky sa vyskytnú iba u 1 z 10 miliónov lítium-iónových batérií.

Výbuch Li-ion batérie po mechanickom poškodení:

Alternatíva Li-ion batérií

V stredu 22. augusta výskumníci predstavili alternatívnu metódu na 256. ročníku National Meeting & Exposition of the American Chemical Society. Výskumníci zhodnotili, že sa inšpirovali vlastnosťami známej detskej hračky. Jedná sa o pomerne lacnú alternatívu Li-ion batérií, ktorá by mala zabrániť výskytu podobných požiarov.

Gabriel Veith, hlavný vyšetrovateľ projektu, vysvetlil, že jeho nápad sa zrodil vtedy, keď videl svoje deti pri hre so slizom. Sliz (nazývaný aj Oobleck) je pomenovaný po knihe Dr. Seussa (Bartholomew and the Oobleck), v ktorej predstavoval lepkavú zelenú látku.

Oobleck sa správa podobne ako kvapalina, až pokiaľ sa nedotknete jeho povrchu. Ak sa ho snažíte mechanickým spôsobom upraviť, správa sa ako pevná látka. Tieto vlastnosti ho zaraďujú medzi tzv. nenewtonovské kvapaliny.

Fyzikálne okienko: Pre nenewtonovské kvapaliny neplatí Newtonov zákon viskozity. Rýchlosť deformácie u nich nie je úmerná napätiu. Oobleck patrí medzi dilatantné kvapaliny, u ktorých s rastúcim napätím rastie aj ich viskozita. Čím vyšším tlakom na ne pôsobíme, tým ťažšie je deformovať ich. To jest: ak by sme tieto látky miešali pomalým pohybom, budú sa správať tekuto. Ak však na ne budeme vyvíjať rýchly pohyb (veľký tlak), dôjde ku zmene ich stavu na dočasne tuhý.

S využitím týchto poznatkov Veith a jeho kolegovia suspendovali častice oxidu kremičitého v kvapaline. Následne ich pridali do batérií, čím získali vlastnosti podobné slizu. Keď tieto vylepšené batérie utrpia náraz, častice oxidu kremičitého sa zrazia a vytvrdzujú, čím zabraňujú prúdeniu tekutín a iónov. To znamená, že tak nemôže dôjsť ku žiadnemu požiaru.

Tím patentoval technológiu pod názvom „Safe Impact Resistant Electrolyte“ (bezpečný elektrolyt odolný voči nárazom), uvádza Science. V budúcnosti chce Veith tento systém vylepšiť a aplikovať ho aj na batérie v dronoch a nakoniec v ozbrojených silách, kde vojaci zvyčajne nosia ťažké batérie vždy so sebou.

Zdroj: cnet

Pridaj komentár

Zatvoriť