Le secret des piles longue durée pourrait résider dans le fonctionnement du savon, selon une nouvelle étude

Les chercheurs ont montré qu’un matériau prometteur pour l. a. conception de batteries au lithium de longue durée forme des buildings de sort micelle comme dans le savon. Crédit : Yu Qi

Lorsqu’il s’agit de fabriquer des batteries qui durent plus longtemps, une équipe de chercheurs, comprenant des ingénieurs de l’Université Brown et de l’Idaho Nationwide Laboratory, pense que l. a. clé réside peut-être dans l. a. façon dont vous nettoyez les choses, en particulier dans l. a. manière dont le savon agit au cours du processus.

Prenons par exemple le lavage des mains. Lorsqu’une personne se lave les mains avec du savon, le savon forme des buildings appelées micelles qui piègent et éliminent l. a. graisse, l. a. saleté et les germes lorsqu’ils sont lavés à l’eau. Le savon fait cela automotive il agit comme un pont entre l’eau et ce qui est nettoyé, en les liant et en les enveloppant dans ces buildings micellaires.

Dans une nouvelle étude maintenant publiée dans Matériaux naturelsLes chercheurs notent qu’un processus similaire se produit dans ce qui est devenu l’un des matériaux les plus prometteurs pour l. a. conception de batteries au lithium longue durée : un nouveau sort d’électrolyte appelé électrolyte ponctuel à haute focus. Cette nouvelle compréhension du fonctionnement de ce processus, affirment-ils dans le record, pourrait être l. a. pièce manquante pour ouvrir pleinement l. a. porte à ce secteur technologique émergent.

“L’essentiel est que nous voulons améliorer et augmenter l. a. densité énergétique des batteries, c’est-à-dire l. a. quantité d’énergie qu’elles stockent par cycle et le nombre de cycles que dure l. a. batterie”, a déclaré Yu Qi, professeur à l. a. Brown Faculty of Engineering. “Pour ce faire, les matériaux à l’intérieur des batteries traditionnelles doivent être remplacés pour faire de batteries longue durée qui stockent plus d’énergie une réalité – pensez aux batteries qui peuvent alimenter un téléphone pendant une semaine ou plus, ou aux voitures électriques qui parcourent 500 miles.”

Les scientifiques travaillent activement à l. a. transition vers des batteries au lithium métal, automotive elles ont une capacité de stockage d’énergie bien supérieure à celle des batteries lithium-ion actuelles. Los angeles désactivation est un électrolyte classique, solidaire automotive il permet à une price électrique de passer entre les deux bornes de l. a. batterie, déclenchant l. a. réaction électrochimique nécessaire pour convertir l’énergie chimique stockée en énergie électrique. Les électrolytes traditionnels utilisés dans les batteries lithium-ion, qui sont principalement constitués d’un sel à faible focus dissous dans un solvant liquide, ne le font pas efficacement dans les batteries à base de métal.

Des électrolytes natifs à haute focus ont été conçus par des scientifiques de l’Idaho Nationwide Laboratory et du Pacific Northwest Nationwide Laboratory pour relever ce défi. Ils sont fabriqués en mélangeant des concentrations élevées de sel dans le solvant avec un autre liquide appelé diluant, ce qui améliore l’écoulement de l’électrolyte afin de conserver l’énergie de l. a. batterie.

Jusqu’à présent, lors des checks en laboratoire, ce nouveau sort d’électrolyte a montré des résultats prometteurs, mais on ne comprend pas encore pleinement remark et pourquoi il fonctionne, ce qui limite son efficacité et l. a. manière dont il peut être mieux développé. C’est ce à quoi l. a. nouvelle étude contribue à répondre.

“L’article présente une théorie unifiée sur les raisons pour lesquelles cet électrolyte fonctionne mieux”, a déclaré Ben Lee, scientifique most important à Oak Ridge Nationwide, “dont l. a. compréhension fondamentale est venue de l. a. découverte que des buildings de sort micelle se forment à l’intérieur de cet électrolyte – comme elles le font. avec du savon. » Le laboratoire qui a travaillé sur l’étude. “Ici, nous voyons que le rôle du savon ou du tensioactif est joué par le solvant, qui lie à l. a. fois le diluant et le sel, en s’enroulant autour du sel à haute focus au centre de l. a. micelle.”

En comprenant cela, les chercheurs ont pu analyser les ratios et les concentrations nécessaires pour obtenir des interactions optimales avec les batteries. Cela devrait aider à résoudre l’un des principaux problèmes liés à l’ingénierie de cet électrolyte, à savoir trouver le bon équilibre entre les trois composants. En fait, ces travaux fournissent non seulement de meilleures lignes directrices pour fabriquer des électrolytes topiques hautement concentrés qui fonctionnent, mais également pour fabriquer des électrolytes qui fonctionnent plus efficacement.

Les chercheurs de l’Idaho Nationwide Laboratory ont mis l. a. théorie en pratique. Ce faisant, ils ont constaté que l. a. théorie, jusqu’à présent, tient l. a. path et contribue à prolonger l. a. durée de vie des batteries au lithium métal. L’équipe est ravie de voir les conceptions locales d’électrolytes à haute focus problems de leur travail, mais elle sait qu’il reste encore des progrès significatifs pour surmonter le goulot d’étranglement dans l. a. conception d’électrolytes pour batteries haute densité. Pour l’quick, ils sont amusés à l’idée que le secret puisse résider dans quelque selected d’aussi ordinaire et ordinaire que le savon.

“Le idea de micelle est peut-être nouveau pour les électrolytes, mais il est en réalité très courant dans notre vie quotidienne”, a déclaré Qi. “Maintenant, nous avons une théorie, nous avons des lignes directrices pour obtenir les réactions souhaitées à partir du sel, du solvant et du tampon dans l’électrolyte, quelle devrait être l. a. focus et remark les mélanger.”

Plus d’data:
Corey M. Efaw et al, Les électrolytes localisés hautement concentrés deviennent plus localisés grâce à des buildings de sort micelle, Matériaux naturels (2023). est ce que je: 10.1038/s41563-023-01700-3

Fourni par l’Université Brown

l. a. quotation: Le secret des piles longue durée réside peut-être dans le fonctionnement du savon, selon une nouvelle étude (8 novembre 2023) Récupéré le 8 novembre 2023 sur

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