Bateria ma działać trzy razy dłużej. Rewolucyjny pomysł Australijczyków
Naukowcy z Melbourne w Australii pracują nad technologią, która może znacznie wydłużyć żywotność baterii w smartfonach. Dzięki zastosowaniu nowego, rewolucyjnego materiału po pewnym czasie będzie można łatwo odnowić akumulatory, co obecnie jest niemożliwe. Rozwiązanie to może okazać się dużo lepsze niż recykling baterii, który nadal jest za mało powszechny.
Materiał zwany MXene został odkryty w USA w 2011 r. Cały czas jednak badacze na całym świecie pracują nad rozwojem tej technologii. Naukowcy z Australii mają nadzieję, że zastąpi ona baterie litowo-jonowe, które znamy np. ze smartfonów. Swój pomysł na zastosowanie MXene pod tym kątem opisali w prestiżowym czasopiśmie "Nature Communications".
Australia. Naukowcy stworzyli zamiennik dla baterii w smartfonach
MXene jest dwuwymiarowym materiałem o strukturze kryształu. Składa się z metalu i materiału węglowego. Jego struktura może być zarówno jednowarstwowa, jak i wielowarstwowa, a do tego cechuje się właściwościami określanymi jako pośrednie między metalami a materiałami ceramicznymi.
Jak zapewniają naukowcy, nowy materiał jest bardzo mocny i silnie przewodzący oraz nadaje się do produkcji masowej. Można go wykorzystywać jako zamiennik baterii litowo-jonowych, jednak mają one wspólną wadę: niską trwałość. Zarówno MXene, jak i baterie w smartfonach po kilku latach zaczynają się pokrywać warstwą rdzy. Do tej pory remedium na to zjawisko była tylko wymiana baterii.
Okazało się jednak, że, w przeciwieństwie do akumulatorów litowo-jonowych, MXene można "wyczyścić" z warstwy tlenku i tym samym wydłużyć jego żywotność. Baterii, które obecnie stosowane są w smartfonach nie da się wyczyścić chemicznie z rdzy, bo jej wymiary są zbyt małe. Jednak w przypadku MXene zadziałało coś innego.
Bateria zaczyna szwankować? Wyczyść ją z rdzy przy pomocy dźwięku
W czasie badań okazało się, że poddanie utlenionych warstw MXene na zaledwie jedną minutę drganiom elektromechanicznym o częstotliwości 10 MHz prowadzi do znacznego usunięcia powierzchniowej warstwy tlenku, a materiał zachowuje przy tym swoją strukturę i właściwości. W praktyce taka technologia pozwoliłaby użytkować baterię nawet przez dziewięć lat. To aż trzy razy dłużej niż żywotność współczesnych baterii.
"Odkryliśmy, że dzięki zastosowaniu fal dźwiękowych możemy wprawiać w drgania zawartość baterii, aby pozbyć się warstwy tlenku (rdzy), a wtedy będziemy mogli odzyskać właściwości elektryczne baterii, odmłodzić je, aby przywrócić je do stanu pierwotnego. Nie można tego robić w nieskończoność, ale trzykrotne wykorzystanie części elektrycznych zbudowanych z badanego przez nas materiału MXene baterii jest możliwe" - informuje dr Amgad Rezk z Royal Melbourne Institute of Technology w rozmowie z Newseria Biznes.
To może być lepsze kosztowo i środowiskowo rozwiązanie niż recykling baterii. Jak podkreśla naukowiec z RMIT University, w Australii tylko 10 proc. baterii z tego typu urządzeń trafia do ponownego przetworzenia, czyli pozostałe 90 proc. stanowi zagrożenie dla środowiska. Do tego wyzwaniem jest także wysoki koszt recyklingu litu i innych materiałów składowych w bateriach.
Badania właściwości materiału MXene trwają też w Polsce. Prowadzą je naukowcy z Politechniki Warszawskiej, Uniwersytetu Warszawskiego oraz uczelni w Krakowie, Poznaniu i Szczecinie. Polacy weryfikują zdolności biobójcze, fotokatalityczne, umacniające, a nawet przeciwnowotworowe wynalazku.
