Martin Lüter Universitetinin Halle-Vittenberq (MLU) kimyaçıları tərəfindən hazırlanmış yeni gel növü litium-ion batareyaları daha təhlükəsiz və güclü etməyə kömək edə bilər. Gel tez alışan elektrolit mayesinin sızmasının qarşısını almaq üçün nəzərdə tutulmuşdur.

İlkin laboratoriya tədqiqatları göstərir ki, o, həm də batareyaların performansını və xidmət müddətini artırır. Tədqiqatçılar öz işlərini Advanced Functional Materials jurnalında dərc ediblər .

Litium-ion batareyalar əsl güc mərkəzləridir. MLU-da Makromolekulyar Kimya Tədqiqat Qrupunun rəhbəri, professor Volfqanq Binder deyir: “Onlar adi təkrar doldurulan batareyalardan daha sürətli doldurulur və buna görə də həyatın demək olar ki, bütün sahələrində istifadə edilə bilər”.

“Lakin elektrodlar arasında cərəyan keçirən ionları daşıyan elektrolitlər çox tez alışır. Bu, batareyanın zədələndiyi təqdirdə alov almasına və ya partlamasına səbəb ola bilər”.

MLU-nun tədqiqatçıları litium-ion batareyalarının təhlükəsizliyini yaxşılaşdırmaq üzərində işləyirlər . “Biz akkumulyator hüceyrəsinə doldurula bilən bir polimer hazırlamışıq. Elektrolit bu maddə ilə bağlıdır, lakin ionlar elektrodlar arasında sərbəst şəkildə dövrəyə davam edə bilər”, – MLU-da kimyaçı Dr. Anja Marinow izah edir.

Doldurma gel kimi konsistensiyaya malikdir və mayelərin yüksək keçiriciliyini polimerlərin istilik sabitliyi və möhkəmliyi ilə birləşdirir.

Ənənəvi elektrolitləri olan gel batareyaları əslində yeni bir şey deyil; onlar, məsələn, motosikletlərdə başlanğıc akkumulyatorları kimi istifadə olunur. Bununla belə, litium ionları ilə birlikdə onlar kəşf edilməmiş texnoloji ərazini təmsil edirlər.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1725352932&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-09-chemists-gel-leaks-boost-lithium.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiNy4wLjAiLCJ4ODYiLCIiLCIxMjguMC42NjEzLjExNCIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyOC4wLjY2MTMuMTE0Il0sWyJOb3Q7QT1CcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI4LjAuNjYxMy4xMTQiXV0sMF0.&dt=1725352862373&bpp=6&bdt=907&idt=410&shv=r20240828&mjsv=m202408280101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D115dd7ab24f29971%3AT%3D1725350355%3ART%3D1725352858%3AS%3DALNI_Mb4HUkunVQ4SLlcQFYwSX7YcUGezQ&gpic=UID%3D00000ed2d67470b8%3AT%3D1725350355%3ART%3D1725350355%3AS%3DALNI_MaKBGicQZ1HLvpmn0jztfJx7BMFQA&eo_id_str=ID%3D938f1cb1871ca15e%3AT%3D1725350355%3ART%3D1725352858%3AS%3DAA-AfjaB5rAggLz7wStGWiH6QCPm&prev_fmts=0x0%2C1903x919&nras=2&correlator=7779945406697&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1040&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=4&adx=447&ady=1940&biw=1903&bih=919&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759842%2C31086590%2C31086638%2C95338227%2C95341533%2C95341662%2C95340844%2C95341515%2C95341519&oid=2&pvsid=4110215662451709&tmod=994287644&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2F1d%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C919&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=69788

Bu, əsasən bir xüsusi problemlə bağlıdır. Marinow izah edir: “Adi litium-ion batareyalarda maye elektrolitlər batareya ilk dəfə doldurulduqda elektrodlarda stabilləşdirici təbəqə yaradır. Bu, batareyanın performansı və xidmət müddəti üçün çox vacibdir”.

“Lakin, gel elektrolitlərinə gəldikdə, bizə tamamilə yeni bir dizayn lazım idi.” Tədqiqatçılar bu problemi polimerin molekulyar zəncirlərinə ion iskele inteqrasiya etməklə həll ediblər.

Laboratoriyada aparılan ilkin sınaqlar göstərir ki, yanaşma batareyanın təhlükəsizliyini artıra və hətta xidmət müddətini və performansını yaxşılaşdıra bilər. “Təxminən 3,6 volt şərti litium-ion hüceyrələrində elektrolitlərin sabitliyi üçün kritik dəyər hesab olunur” dedi Binder. “Gel elektrolitlərimiz hətta 5 voltdan çox sabit qalır.”

Davamlılıq da prioritet məsələdir: gellər elə dizayn edilib ki, qüsur olduqda və ya batareyanın istismar müddəti bitdikdə nisbətən asanlıqla təkrar emal oluna bilsinlər. Bununla belə, yeni litium gel batareyaları sənaye miqyasında istehsal olunmazdan əvvəl hələ də geniş uzunmüddətli tədqiqatlar aparılmalıdır.

Tədqiqat işi “BAT4EVER” layihəsi çərçivəsində həyata keçirilib. Layihəyə Almaniya, Belçika, Lüksemburq, İtaliya, İspaniya və Türkiyədən universitetlər, tədqiqat mərkəzləri və sənaye tərəfdaşları cəlb olunub.

Plan, “Ədalətli Keçid Tədqiqatları və Təsirə əsaslanan Ötürmə (JTC) üzrə Avropa Mərkəzi” çərçivəsində tədqiqatı davam etdirmək və xüsusilə də davamlılıq sahəsində genişləndirməkdir. Hazırda MLU-da yaradılan mərkəz, məsələn, dairəvi iqtisadiyyat və ya sosial innovasiyalar sahəsində Saksoniya-Anhaltda struktur dəyişikliyini dəstəkləyən tədqiqat əsaslı həllər hazırlayacaq.

Daha çox məlumat: Zviadi Katcharava və başqaları, Keçirici Pyrolidinium Əsaslı İkili Şəbəkə Gel Elektrolitlərinin Layihələndirilməsi: Dinamik və Kovalent Çarpaz Bağlama ilə Performansın Uyğunlaşdırılması, Təkmil Funksional Materiallar (2024). DOI: 10.1002/adfm.202403487

Jurnal məlumatı: Təkmil Funksional Materiallar 

Martin Lüter Universiteti Halle-Wittenberg tərəfindən təmin edilmişdir