Vísindamenn við háskólann í Tókýó hafa nýlega slegið í gegn í tilraunum sínum með því að þróa með góðum árangri nýja tegund af litíumjónarafhlöðu sem hefur getu til að ná stöðugri hleðslu og afhleðslu í um það bil 1,000 lotur án þess að nota kóbalt . Þessi niðurstaða var birt í nýju hefti tímaritsins Nature - Sustainable Development.
Kóbalt er sjaldgæfur málmur með háan verðmiða og óvissu eins og umhverfismengun. Þess vegna hafa vísindamenn lengi verið að leita leiða til að draga úr eða fjarlægja eftirspurn eftir kóbalti í litíumjónarafhlöðum. Eins og er er eitt af vænlegri bakskautsefnum litíum nikkel manganat, sem einkennist af mikilli framleiðsla spennu, litlum tilkostnaði og umhverfisvænni.
Til að vinna bug á göllum núverandi tækni hefur rannsóknarteymi við háskólann í Tókýó þróað nýjan raflausn. Þessi raflausn getur haldið hvarfmöguleikum bæði jákvæðra og neikvæðra rafskauta af litíum nikkel manganat rafhlöðum innan sviðs sem fer ekki yfir efri mörk raflausnar möguleika gluggans. Á sama tíma getur það einnig myndað sterka hlífðarfilmu frá litíumsöltum á yfirborði neikvæða rafskautsins, sem sigrast á vandamálum eins og að fjarlægja hlífðarfilmuna af yfirborði rafskautsins og sprunga á neikvæða rafskautinu sem stafar af miklum rúmmálsbreytingum í kísiloxíð neikvæða rafskautið sem fylgir hleðslu og afhleðslu.
Ný hönnun liðsins bældi einnig með góðum árangri hliðarviðbrögð af völdum raflausnarinnar og rafskautanna, sem gerði kóbaltlausu litíumjónarafhlöðunni kleift að ná orkuþéttleika sem er 1,6 sinnum meiri en upprunalega. Í tilraunum tókst þessari rafhlöðu að ná stöðugri virkni á hagnýtu stigi, þ.e. stöðugri hleðslu og afhleðslu í um það bil 1,000 lotur, og ná afkastagetuhlutfalli upp á 80% miðað við upphaflega getu. Þetta afrek er lykilbylting fyrir vísindamenn við háskólann í Tókýó sem hafa náð árangri í að þróa litíumjónarafhlöður með mikilli orkuþéttleika og ná stöðugri hleðslu og afhleðslu án þess að nota kóbalt.
Þessi nýja lausn útilokar ekki aðeins takmörkun á rekstrarspennu litíumjónarafhlöðu heldur stækkar einnig stefnu framtíðarþróunar rafhlöðu. Búist er við að þessi mikilvæga bylting muni stuðla að þróun rafknúinna farartækja, rafeindavara og annarra sviða, draga úr ósjálfstæði á skornum auðlindum og draga úr umhverfismengun. Í framtíðinni hlökkum við til snemma markaðssetningar þessarar nýju tegundar af litíumjónarafhlöðu.
[Heimild - Changjiang non-ferrous net].
