Down Under er det noe elektriserende på gang, og nei, det er ikke nok en Crocodile Dundee-film. Australske forskere skryter av et stort sprang i batteriverdenen, som potensielt kan endre spillet for både elektriske kjøretøy og smarttelefoner. Navnet på game changer? Litium-svovel (Li-S) batteriet.
Utviklet ved Monash University i Melbourne, tilbyr den nylig pregede Li-S-batteridesignen en imponerende rekke fordeler i forhold til de tradisjonelle litium-ion-batteriene vi alle har blitt kjent med (og noen ganger, motvillig, erstatter). Med hele fem ganger energien mens den ringer inn til halve prisen, ser den nye batteriteknologien ut som den hellige gral verden har lett etter.
Det finurlige med denne fremgangen dreier seg om å redusere mengden litium som brukes og betydelig styrke batteriets levetid. Men det er ikke bare den forbedrede levetiden som vekker oppmerksomhet. Disse Monash-trollmennene har introdusert en "nanoporøs polymerbelagt litiumfolieanode", som, i enklere termer, er et tøft nytt design som er enklere for lommeboken og pakker mer energi.
Historisk sett hadde Li-S-batterier noen, la oss kalle det, "uønsket kjemi." Da litiumanoden og svovelkatodene bestemte seg for å blande seg, skapte de dendritter - trelignende strukturer - som ville degradere batteriet og elektrolytten. Som et resultat vil disse batteriene noen ganger slutte å slutte etter 50 sykluser. Og i en ganske dramatisk utgang, noen ganger kortslutte de til og med og satte fyr på den brennbare elektrolytten. Høres ut som en dramatisk såpeopera i Battery Land, ikke sant? Vel, litium-ion-batterier er heller ikke uskyldige, de går av og til opp i flammer.
Men Monash-forskerne, ledet av den alltid entusiastiske doktorgradsstudenten Declan McNamara, utviklet en løsning på disse melodramatiske problemene. Polymerbelegget deres, tynnere enn et papirark og fullt av små hull (mindre enn en nanometer bredt), fungerer som en slags oppsynsmann. Den lar litiumioner vandre fritt mens den hindrer andre forstyrrende kjemikalier. I følge McNamara fungerer dette belegget ikke bare som en fangevokter, men også som et støttesystem, og hjelper litium i dets lade- og utladningseskapader.
"Hvis du tenker på metallisk litium som en tenåring med grenseløs energi, lar et dårlig batteri bare energien gå til spille," forklarer McNamara, "Men hvis den utnyttes riktig, kan denne energien føre til enestående lagringsenheter som er enkle å lage. Dette nye belegget bringer oss nærmere produksjonen av effektive Li-S-batterier."
Professor Mainak Majumder støtter McNamara og påpeker at studien legger en ny plan for å beskytte Li-metall fra raskt forfall, tidligere den velkjente akilleshælen til Li-S-batterier. Ifølge professor Matthew Hill, et annet medlem av tenketanken, kan disse batteriene være den neste store tingen for et marked som er sulten på avanserte energiløsninger, spesielt ettersom etterspørselen etter elektriske kjøretøy, fly og elektronikk øker.
Nå, mens Li-S-batteriet for tiden suger til seg rampelyset, er det viktig å huske at batteriuniverset er enormt. Andre spirende utfordrere som sink-ion, natrium-ion og jern-luft kjemper også om en bit av kaken, ivrige etter å utfordre litium-ionens langvarige regjeringstid.
