Πόσο κοντά είναι η μπαταρία κίνησης με ζωή 8 εκατ. χιλιομέτρων;

Σύμφωνα με νέες μελέτες, οι μπαταρίες κίνησης μπορούν να έχουν διπλάσιο προσδόκιμο ζωής.

Με την ασταμάτητη εξέλιξη τους, οι μπαταρίες των ηλεκτρικών αυτοκινήτων μπορούν να γίνουν πολύ πιο αποδοτικές. Στην αναζήτηση νέων υλικών και τεχνολογιών για την αποθήκευση ενέργειας, οι μπαταρίες των ηλεκτρικών αυτοκινήτων γίνονται ολοένα και καλύτερες. Οι επιστήμονες και οι κατασκευαστές αυτοκινήτων υποθέτουν εδώ και καιρό ότι οι μονάδες αποθήκευσης ενέργειας θα έπρεπε να αντικαθίστανται με ακριβό κόστος μετά από 150.000 χιλιόμετρα το αργότερο, αλλά σύμφωνα με μια μελέτη του Πανεπιστημίου Στάνφορντ, τώρα φαίνεται να είναι δυνατόν να έχουν διπλάσια διάρκεια ζωής.

Η 6-ετής έρευνα απέδειξε πως μπορεί να υπάρξει μπαταρία ικανή για 8 εκατ. χιλιόμετρα.

Τα ερευνητικά αποτελέσματα Καναδών επιστημόνων που πειραματίζονται με νέους τύπους καθόδων σε μπαταρίες λιθίου-ιόντων δείχνουν ότι είναι δυνατό να παραχθούν μπαταρίες που θα αντέχουν για 8 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Αυτό είναι ισοδύναμο με 200 γύρους γύρω από τον ισημερινό και θα πλησίαζε αρκετά στην ιδανική μπαταρία, όπως μπορούμε να την φανταστούμε. Για τώρα, η μπαταρία αυτή βρίσκεται σε πειραματικό στάδιο, οπότε πιθανότατα θα περάσουν χρόνια πριν να είναι έτοιμη για μαζική παραγωγή. Η ερεύνα κράτησε 6 ολόκληρα χρόνια, προκειμένου να ολοκληρωθούν 20.000 κύκλοι φόρτισης. Η χιλιομετρική απόσταση που υπολογίστηκε είναι μόνο θεωρητική, δεδομένου ότι δεν υπάρχει ακόμα πραγματική αντίστοιχη μπαταρία, αλλά παραμένει εκπληκτική. Μέχρι τώρα, ούτε οι κινητήρες εσωτερικής καύσης, ούτε τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με συμβατικούς τύπους μπαταριών έχουν επιτύχει κάτι τέτοιο.

Εφικτό χάρη στη νέα μονοκρυσταλλική μορφή καθόδου της μπαταρίας.

Πώς διαφέρει, λοιπόν, ο νέος σχεδιασμός της μπαταρίας; Πρόκειται κυρίως για έναν νέο τύπο καθόδου. Η κάθοδος και η άνοδος είναι δύο ηλεκτρόδια που βρίσκονται σε μια μπαταρία, τα οποία διευκολύνουν τη ροή του ηλεκτρικού φορτίου. Ο κάθoδος είναι το θετικό ηλεκτρόδιο, όπου συμβαίνει η μείωση (κέρδος ηλεκτρονίων), ενώ ο ανόδος είναι το αρνητικό ηλεκτρόδιο, όπου συμβαίνει η οξείδωση (απώλεια ηλεκτρονίων). Ο νέος τύπος καθόδου, λοιπόν, ονομάζεται «καθόδος μονοκρυστάλλου» και αποτελείται από ένα μονοκρυσταλλικό μπλοκ. Η δομή του μετάλλου που σχηματίζει την κάθοδο έχει επομένως αντίκτυπο στην ανθεκτικότητα μιας μπαταρίας. Τα μέταλλα γενικά παίρνουν στερεή μορφή ως πολυκρύσταλλοι. Αυτό σημαίνει ότι υπό το μικροσκόπιο σχηματίζουν μια κρυσταλλική δομή που αποτελείται από μη ομοιόμορφα στοιχεία με μεταβαλλόμενη απόσταση μεταξύ τους.

Η νέα μορφή θα προφυλάσσει κι από κινδύνους πυρκαγιάς.

Οι επιστήμονες δημιούργησαν τώρα μία κάθοδο σε μονοκρυσταλλική μορφή και η επακόλουθη έρευνα φαίνεται να έχει δείξει ότι η κάθοδος παρέμεινε σχεδόν αμετάβλητη στο τέλος της πολύ μεγάλης σειράς δοκιμών. Οι πολυκρυσταλλικές καθόδοι που χρησιμοποιούνται στις συμβατικές μπαταρίες ίσως ευθύνονται για την μικρότερη διάρκεια ζωής τους. Παρόμοια πειράματα έχουν γίνει και με τα φωτοβολταϊκά. Τα ηλιακά πάνελ που είναι φτιαγμένα σε μονοκρυσταλλική δομή είναι πιο αποδοτικά από τα πολυκρυσταλλικά, αλλά είναι πιο ακριβά στην παραγωγή. Ένα άλλο θετικό χαρακτηριστικό που έχει ήδη αποδειχθεί είναι η υψηλή αντοχή σε θερμοκρασίες, η οποία θα προστάτευε από τον κίνδυνο πυρκαγιάς στις μπαταρίες των ηλεκτρικών αυτοκινήτων.