Proučavanje neutrona je ključ za bolje baterije

Međunarodni tim znanstvenika pod okriljem Oak Ridge National Laboratorya (ORNL-a) pronašao je način poboljšanja dizajna baterija koji bi mogao proizvoditi sigurnije, snažnije litijeve baterije.

Tim je koristio kvazielastično raspršenje neutrona u laboratoriju kako bi postavio prvu referentnu vrijednost, jednu nanosekundu ili milijarditi dio sekunde, za mješavinu litijeve soli i organskog polimernog elektrolita.

"Sve se svodi na proučavanje materijala", rekao je Eugene Mamontov, voditelj grupe ORNL Chemical Spectroscopy.

Tim je upotrijebio neutronsku tehniku ​​za provjeru računalnih simulacija, okončavši dugogodišnju raspravu o tome koliko je vremena potrebno litijevim ionima da se oslobode iz sićušnih kaveza koje su stvorili polimerni elektroliti.

Brzina kojom se ioni u bilo kojoj bateriji oslobađaju iz takvih okruženja ili kaveza za otapanje u polimernim elektrolitima, pomaže odrediti kako energija teče kroz bateriju. Polimerni elektroliti mogli bi omogućiti elektrode s više energije, poput metalnog litija, što bi rezultiralo snažnijim litijevim baterijama.

Nalazi također otvaraju vrata za brzi pregled novih materijala za baterije u ORNL-u. "Neutroni su vrlo osjetljivi na vodik, koji je prisutan u gotovo svim elektrolitima. To nam je omogućilo da vidimo kako se kreće u sustavu i razumijemo dinamiku polimernog elektrolita na dosad neviđenoj razini detalja. Nismo mogli odrediti vrijeme i duljinu ni na koji drugi način," rekao je znanstvenik Naresh Osti.

"Nareshova i Eugeneova interpretacija neutronskih podataka iz eksperimenta na ORNL-u otvorila nam je oči za razumijevanje mjere u kojoj su litijevi ioni zatvoreni u polimernim elektrolitima. Naša otkrića pokazuju da će se ovaj opći pristup primijeniti na tekuće elektrolite," rekao je Nitash Balsara, profesor elektrokemije na Kalifornijskom Sveučilištu Berkeley koji vjeruje da će ova saznanja dovesti do znatno boljih litijevih baterija.

Istraživanje objavljeno u časopisu Nature Materials možete pronaći na ovoj poveznici.