Kemičari Sveučilišta Alberta u Kanadi napravili su kritičan korak u stvaranju nove generacije litij-ionskih baterija na bazi silicija, s 10 puta većim kapacitetom punjenja.
 .
“Željeli smo testirati kako različite veličine silicijevih nanočestica mogu utjecati na pucanje unutar tih baterija”, rekla je Jillian Buriak, stručnjakinja za kemiju i istraživanje nanomaterijala za energiju.
 .
Silicij obećava izgradnju mnogo većeg kapaciteta baterije jer ga ima u izobilju i može apsorbirati mnogo više litija nego grafit danas korišten u tekućim litij-ionskim baterijama. Problem je u tome što je silicij sklon lomljenju i razbijanju nakon brojnih ciklusa punjenja i pražnjenja, jer se širi i smanjuje kako apsorbira i oslobađa ione litija.
 .
Postojeća istraživanja pokazuju da oblikovanje silicija u nanočestice pomaže spriječiti lomljenje. Buriak i njen tim istraživali su kakva bi veličina tih struktura trebala biti kako bi se maksimizirale prednosti silicija dok se minimiziraju nedostaci.
 .
Znanstvenici su ispitali silicijeve nanočestice u četiri različite veličine, ravnomjerno raspršene u vrlo vodljivom aerogelu od grafena, napravljenom od ugljika s nanoskopskim porama, kako bi se kompenzirala niska provodljivost silicija.
 .
Otkrili su da su najmanje čestice – veličine samo tri milijarditog dijela metra u promjeru – pokazale najbolju dugoročnu stabilnost nakon mnogih ciklusa punjenja i pražnjenja. “Kako se čestice smanjuju, bolje su sposobne upravljati naprezanjem koje nastaje kada silicij “diše”.”, objasnila je Buriak.
 .
Istraživanje ima potencijalne primjene u “svemu što se oslanja na pohranu energije pomoću baterije”, rekao je Jonathan Veinot, direktor ATUMS-ovog program usavršavanja studenata koji je djelomično financirao istraživanje. “Zamislite automobil koji ima bateriju Tesline veličine a s kojim se može putovati 10 puta dalje, ili ju treba puniti 10 puta rjeđe, ili je baterija 10 puta lakša. “
 .
Veinot je kazao kako su sljedeći koraci razvoj bržeg i jeftinijeg načina stvaranja silicijevih nanočestica kako bi postale pristupačnije za industrijski i tehnološki sektor.
 .
Studija “Size and Surface Effects of Silicon Nanocrystals in Graphene Aerogel Composite Anodes for Lithium Ion Batteries” je  objavljena u časopisu Chemistry of Materials.
 .
Izvor i više informacija: https://phys.org