Αυτή την μπαταρία ιόντων λιθίου μπορείτε να την κόψετε, να την λυγίσετε, να την βυθίσετε στο νερό, να την πυροβολήσετε, να την κάψετε και να εξακολουθεί να λειτουργεί κανονικά.
Η μπαταρία ιόντων λιθίου έχει διαμορφώσει τον σύγχρονο κόσμο. Βρίσκεται στην καρδιά των περισσότερων επαναφορτιζόμενων ηλεκτρονικών ειδών, από τα κινητά τηλέφωνα και φορητούς υπολογιστές έως φακούς και τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Αν και έχουν υψηλή ενεργειακή πυκνότητα έχουν και πολλά προβλήματα. Χρησιμοποιούν τοξικά και εύφλεκτα υλικά με συνέπεια το μικρότερο ελάττωμα να μετατρέψει το gadgert σας σε μία εκρηκτική μηχανή.
Μια ομάδα ερευνητών, με επικεφαλής το τμήμα φυσικής του Εργαστηρίου Εφαρμοσμένης Φυσικής Johns Hopkins, εργάστηκε για την δημιουργία μίας ασφαλέστερης μπαταρίας και μετά από έρευνα ανάπτυξαν μια μπαταρία ιόντων λιθίου που φαίνεται να είναι άφθαρτη.
Η ιδέα πρωτοξεκίνησε το 2017, σε συνεργασία με ερευνητές του Πανεπιστημίου του Maryland, οι οποίοι και κατάφεραν να κατασκευάσουν μία μπαταρία που μπορούσε να κοπεί, να πυροβοληθεί, να λυγίσει και να βραχεί χωρίς διακοπή της παροχής ενέργειας. Στα τέλη του 2019, η ομάδα του Johns Hopkins την προχώρησε ένα βήμα παρακάτω, καθιστώντας την πυρασφαλή και ενισχύοντας την τάση της σε επίπεδα συγκρίσιμα με ένα εμπορικό προϊόν.
Όπως αναφέρει ο Κωνσταντίνος Γερασόπουλος, επικεφαλής της έρευνας, το μυστικό για τη δημιουργία μιας άφθαρτης μπαταρίας βρίσκεται στον ηλεκτρολύτη, που αποτελείται από ένα μίγμα από άλατα λιθίου και ένα μαλακό πλαστικό υλικό που δεν θα πιάσει φωτιά ούτε θα εκραγεί.
Οι περισσότεροι ηλεκτρολύτες ιόντων λιθίου είναι ένα μείγμα εύφλεκτων αλάτων λιθίου και τοξικών υγρών, πράγμα που σημαίνει ότι έχετε μια συνταγή ιδανική για καταστροφή. Εάν το διαπερατό φράγμα που χωρίζει την κάθοδο από την άνοδο αποτύχει, τότε δημιουργεί ένα βραχυκύκλωμα που εκλύει πάρα πολύ θερμότητα. Όταν όλη αυτή η θερμότητα χτυπήσει σε ένα πολύ εύφλεκτο υλικό όπως ο ηλεκτρολύτης ιόντων λιθίου με την πλούσια σε οξυγόνο κάθοδο της μπαταρίας, έχετε στα χέρια σας μια φλεγόμενη ηλεκτρονική συσκευή.
Αυτό που μας έδωσε ο κος Κωνσταντίνος Γερασόπουλος και η ομάδα του, είναι ότι με την αύξηση της συγκέντρωσης των αλάτων λιθίου και την ανάμειξη του ηλεκτρολύτη με ένα πολυμερές (ένα υλικό που μοιάζει με ένα πολύ μαλακό πλαστικό) θα μπορούσε να παρέχει μία διαφορά δυναμικού από περίπου 1,2 volt μέχρι και 4 βολτ, άρα μπορεί να γίνει ένα εμπορικό προϊόν.
Η νέα μπαταρία είναι εύκαμπτη σαν φακός επαφής, μη τοξική και μη εύφλεκτη, και μπορεί να κατασκευαστεί και να λειτουργήσει στον αέρα χωρίς θήκη. Πέρα από αυτό, μπορεί να αντέξει σχεδόν σε κάθε είδους κακοποίηση.
Κατά τη διάρκεια των δοκιμών, που μπορείτε να παρακολουθήσετε εδώ, η ομάδα APL βύθισε τη μπαταρία σε θαλασσινό νερό, την έκοψε με ψαλίδι, την πυροβόλησε με αέρα για να προσομοιώσει μια βαλλιστική κρούση και της έβαλε φωτιά. Μετά από κάθε δοκιμή, η μπαταρία συνέχισε να παρέχει ηλεκτρισμό. Μετά από την δοκιμή με την φωτιά, το κοκκώδες τμήμα κόπηκε και συνέχισε να λειτουργεί κανονικά για 100 ώρες.
Οι ερευνητές της νέας μπαταρίας βρίσκονται ήδη σε συζητήσεις με κατασκευαστές, οι οποίοι λένε ότι θα μπορούσαν να ενσωματώσουν τη νέα χημεία και τον παράγοντα μορφοποίησης, σε υπάρχουσες εγκαταστάσεις παραγωγής ιόντων λιθίου, χωρίς πολύ μεγάλη δυσκολία. Όπως αναφέρουν, η νέα μπαταρία θα μπορούσε να είναι στην αγορά μέσα σε δύο χρόνια.
Επειδή είναι ευέλικτη, θα μπορούσε να ενσωματωθεί σε φορητά ηλεκτρονικά, ακόμη και απευθείας σε ίνες ιματισμού. Η αντοχή της είναι κατάλληλη για πλήθος στρατιωτικές και επιστημονικές εφαρμογές, όπως αυτόνομα υποβρύχια οχήματα, αεροσκάφη και δορυφόρους.
Υπάρχουν ακόμη μερικά τεχνικά εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν, όπως η αύξηση του αριθμού των κύκλων φόρτισης. Μια τυπική μπαταρία για smartphone μπορεί να φορτιστεί πάνω από 1.000 φορές, αλλά αυτή η μπαταρία αρχίζει να χάνει την αποδοτικότητα μετά από μόλις 100 κύκλους.
