Noua lucrare, deci, se bazează pe o ipoteză: ce se întâmplă dacă doar am arunca particule de siliciu, le-am lăsa să se fragmenteze și apoi le-am fixat?
După cum am menționat, motivul pentru care fragmentarea este o problemă este că duce la mici bucăți de siliciu care au căzut în esență de pe rețea – nu mai sunt în contact cu sistemul care transferă încărcăturile în și din electrod. În multe cazuri, aceste particule sunt, de asemenea, parțial umplute cu litiu, ceea ce îl scoate din circulație, reducând capacitatea bateriei chiar dacă există suficient material pentru electrozi în jur.
Cercetătorii implicați aici, toți cu sediul la Universitatea Stanford, au decis că există o modalitate de a împinge aceste fragmente înapoi în contact cu sistemul electric și au demonstrat că ar putea restabili o mare capacitate unei baterii puternic degradate.
Adunând lucrurile împreună
Ideea din spatele noii lucrări a fost că ar putea fi posibilă atragerea fragmentelor de siliciu la un electrod, sau cel puțin la un alt material conectat la rețeaua de manipulare a încărcăturii. Pe cont propriu, fragmentele din anod nu ar trebui să aibă o sarcină netă; atunci când litiul cedează un electron acolo, ar trebui să intre înapoi în soluție. Dar este puțin probabil ca litiul să fie distribuit uniform pe fragment, făcându-l un material polar – net neutru, dar cu regiuni cu densități de electroni mai mari și mai mici. Și materialele polare se vor mișca într-un câmp electric neuniform.
Și, din cauza structurii neuniforme și haotice a unui electrod la scara nano, orice tensiune aplicată acestuia va crea un câmp electric neuniform. În funcție de structura sa locală, aceasta poate atrage sau respinge unele dintre particule. Dar, deoarece acestea se află în cea mai mare parte în structura electrodului, cele mai multe dintre fragmentele de siliciu ar putea să se ciocnească de altă parte a electrodului în scurt timp. Și asta ar putea restabili o conexiune la sistemul de manipulare curent al electrodului.
Pentru a demonstra că ceea ce ar trebui să se întâmple în teorie se întâmplă într-adevăr într-un electrod, cercetătorii au început prin a lua un electrod folosit și a peria o parte din suprafața acestuia într-o soluție. Apoi au trecut o tensiune prin soluție și au confirmat că bucățile mici de material din baterie au început să se miște spre unul dintre electrozii pe care i-au folosit pentru a aplica o tensiune soluției. Deci, lucrurile au funcționat conform așteptărilor.
Comentarii recente