Festkörperbatterien.. Eine lang erwartete Technologie, die die Welt verändern könnte

Stellen Sie sich vor, es gibt eine Technologie, die wir vor Jahrhunderten entdeckt haben und Milliarden von Dollar werden in die Forschung gesteckt, um sie zu nutzen, aber nicht… Wir bewegen uns nur ein paar Schritte in Richtung Kontrolle. Es sind die Batterien, meine Herren, die die Art und Weise verändern können, wie wir verschiedene Geräte verwenden, von Elektrowerkzeugen, Spielzeug und Laptops bis hin zu medizinischen Geräten und Raumfahrzeugen. Aber diese Situation kann sich in den kommenden Jahren ändern, und die jüngsten Forschungen können als lang erwartete revolutionäre Technologie angesehen werden, und wenn sie sich ausbreitet, kann sich die Welt zum Besseren verändern und, was noch wichtiger ist, sie wird uns von den fossilen Brennstoffen entwöhnen, die unsere zerstörten Welt.

die Batterie

Batterien sind Geräte, die chemische Energie speichern und durch eine Entladung in elektrische Energie umwandeln können, und sie bestehen aus vier Hauptteilen: der Kathode, die mit dem Pluspol verbunden ist, der Anode, die mit dem Minuspol verbunden ist, eine Substanz, die freie Ionen enthält, die bilden ein elektrisch leitendes Medium (Elektrolyt) und den Separator bzw. Isolator.

Die Kathode und die Anode sind die Elektroden, und damit ein elektrischer Strom entstehen kann, müssen sich die Elektronen von einer Elektrode zur anderen bewegen, in diesem Fall werden die Elektronen von der negativen Elektrode zur positiven Elektrode geleitet zwei Elektroden sollen dann elektrischen Strom erzeugen, so dass Elektrolyt Durch das Fließen positiver Ionen zwischen den Elektroden und das Ausgleichen des Elektronenflusses hält der Separator die Elektroden fern und verhindert jeglichen elektrischen Kontakt oder Probleme, die in der Schaltung auftreten können.

Festkörperbatterie

Es gibt einen wichtigen Unterschied zwischen Flüssigbatterien wie den Lithiumbatterien, die wir derzeit in den meisten unserer Geräte verwenden, und Festkörperbatterien, die derzeit intensiv entwickelt werden, nämlich (der Stoff, der freie Ionen enthält und eine elektrisch leitende Medium), bei denen Flüssigbatterien einen flüssigen Elektrolyten enthalten und zulassen Einige Verbindungen im flüssigen Elektrolyten bilden Kristalle, die als Dendriten bekannt sind, und eine Überladung kann dazu führen, dass sich Kristalle an der Anode ansammeln und dann die Kathode berühren, was folglich zu gefährlichen Explosionen führt, im Gegensatz zu Festkörper- Zustandsbatterien, die wir derzeit verwenden, die einen Festelektrolyt enthalten, der das Wachstum dieser schädlichen Dendriten verhindert, da die Festbatterie eine höhere Energiedichte, geringere Brand- und Explosionsgefahr hat, weniger Platz benötigt und bei verschiedenen Temperaturen betrieben werden kann ohne Probleme.

Entwicklung der Festbatterietechnologie

Die meisten Autohersteller streben den Umstieg auf Elektroautos an und sind der größte Nutznießer der Entwicklung der soliden Batterietechnologie.Die Batterie gilt als Schwachpunkt von Elektroautos, da sie die Reichweite im Vergleich zu herkömmlichen Autos, die eine Reichweite haben, verkürzt das ist ein Vielfaches dessen, was Elektroautos erreichen können, und die durchschnittliche Reichweite eines Elektroautos beträgt 250 bis 300 km (402 bis 483 Meilen) bei voller Aufladung und es dauert 17 bis 450 Stunden, um ein Fahrzeug vollständig aufzuladen, je nachdem, ob die Fahrzeug an einer Station aufgeladen wird oder zu Hause an einer Steckdose verwendet wird, die Popularität von Elektrofahrzeugen wird jedoch voraussichtlich weiter zunehmen und schließlich dominieren mindestens 724 Meilen (XNUMX km) und bleiben für den Verbraucher erschwinglich.

Aus diesem Grund haben Volkswagen, Ford, BMW, Hyundai, Toyota und sogar der Microsoft-Gründer Bill Gates Milliarden von Dollar in die Forschung investiert, um Feststoffbatterien zu entwickeln, und das von Bill Gates unterstützte Unternehmen namens QuantumScape stellt Feststoffbatterien mit Keramikschichten her, die bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen eingesetzt werden können Temperaturen, während Toyota beabsichtigt, bis 2025 eine begrenzte Anzahl von Autos mit Festbatterien auf den Markt zu bringen.

Festkörperbatterien von der Größe eines Reiskorns

Darüber hinaus sagte der mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Physiker und Erfinder der Lithiumbatterie und des Speichers, die in Computern verwendet werden, „John GoodenoughEin Patent für einen stabilen, nicht brennbaren, nicht brennbaren Festkörper-Glaskeramik-Akku, der eine schnellere Aufladung ermöglicht und dreimal mehr Energie speichern kann als der bekannte Lithium-Ionen-Akku, erreicht durch die Zugabe von Natrium oder Lithium zur Bildung einer Elektrode in der Batterie und vor allem ist es erschwinglich und hält länger. Es hat 2000 Lade- und Entladezyklen und arbeitet in einem Temperaturbereich zwischen -4 °C und 140 °C.

Samsung arbeitet mit soliden Akkus

 Wenn wir uns die Entwicklungen anschauen, die Erreicht von Samsung Auf dem Gebiet der Festkörperbatterien glauben wir, dass sie in der Lage sind, eine Batterie zu entwickeln, die mehr als 1000 Mal geladen und entladen werden kann, mit einer Reichweite von 500 km pro Ladung und einer Lebensdauer von 805 Meilen. bei extremen Temperaturen effizient arbeiten zu können.

Schließlich kooperieren die großen Unternehmen im Bereich Forschung und Entwicklung, damit die Festkörperbatterie in Reichweite ist, und wir werden sie vielleicht in einigen Jahren sehen, aber wenn sie auftaucht, wird sie in allem einen Boom machen, weil sie es nicht ist Nur zuverlässig in Elektroautos, aber in allem, angefangen bei medizinischen Geräten, Smartphones und sogar Raumfahrzeugen.

Quelle:

mittlere