Ερευνητές του Cornell University έκαναν μια επαναστατική ανακάλυψη που θα μπορούσε να σημάνει το τέλος των μπαταριών που εκρήγνυνται. Αρκετά χρόνια πριν, αυτό ήταν ένα ιδιαίτερα μεγάλο ζήτημα. Και ακόμη και το 2022, είδαμε αναφορές για μπαταρίες iPhone που έπιαναν φωτιά λόγω προβλημάτων που θα μπορούσαν να λυθούν χάρη σε αυτή την ανακάλυψη.
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου υπήρξαν μια από τις πιο χρήσιμες εξελίξεις της σύγχρονης εποχής. Μας επέτρεψαν να τροφοδοτούμε όλα τα είδη ηλεκτρονικών συσκευών, από iPhone και Android smartphones, μέχρι μεγαλύτερα και πιο παραγωγικά μηχανήματα, όπως laptops. Ωστόσο, αυτές οι μπαταρίες παρέμειναν επίσης αρκετά ασταθείς. Αυτό το πρόβλημα έχει οδηγήσει πολλούς επιστήμονες και μηχανικούς να αναζητήσουν τρόπους βελτίωσης του σχεδιασμού των μπαταριών.
Για να καταπολεμήσουν το ζήτημα των μπαταριών που εκρήγνυνται και να βάλουν ένα τέλος σε αυτό, οι ερευνητές του Cornell ανέπτυξαν έναν νέο τύπο πορώδους κρυστάλλου που θα μπορούσε να αντικαταστήσει τις παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου που βασίζονται σε υγρά και τις πιο αργές, αλλά ασφαλέστερες μπαταρίες στερεάς κατάστασης που κάποιοι προσπαθούν να καθιερώσουν τα τελευταία χρόνια, όπως η πιθανή επερχόμενη κεραμική μπαταρία της Apple.
Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα που προσπαθούν να λύσουν οι κρυσταλλικές μπαταρίες είναι οι ακανθώδεις δενδρίτες που μπορούν να σχηματιστούν μεταξύ της ανόδου και της καθόδου μιας μπαταρίας όταν χρησιμοποιούνται υγροί ηλεκτρολύτες για τη μεταφορά των ιόντων. Ωστόσο, οι ερευνητές έπρεπε να βρουν μια λογική μέση λύση μεταξύ των ασφαλέστερων μπαταριών στερεάς κατάστασης και των μπαταριών υγρών που ρέουν ελεύθερα.
Εδώ είναι που μπαίνουν στο παιχνίδι οι πορώδεις κρύσταλλοι. Για να βάλουν τέλος στις εκρήξεις των μπαταριών και στα πιθανά βραχυκυκλώματα μέσω των ακίδων των δενδριτών, οι ερευνητές ξεκίνησαν με έναν μοριακό κλωβό και τρεις μακροκύκλους, οι οποίοι έχουν εγγενείς πόρους που θα επιτρέπουν στα ιόντα να περνούν μέσα από αυτούς. Χρησιμοποιώντας αυτά τα δύο συστατικά ως βάση για τους κρυστάλλους, οι ερευνητές εξασφάλισαν ότι θα υπάρχει άφθονος χώρος για την αποθήκευση και τη διέλευση των ιόντων.
Τελικά, οι ερευνητές κατάφεραν να επιτύχουν καλή αγωγιμότητα χρησιμοποιώντας την κρυσταλλική μπαταρία. Παρά το επίτευγμα τους, απαιτείται περαιτέρω έρευνα και δοκιμές για να μπορέσουν να μιλήσουν για τελικό προϊόν, καθώς έχουν να λυθούν πολλά ζητήματα, όπως η αποθήκευση, το μέγεθος και η χωρητικότητα.
*Η κεντρική εικόνα προέρχεται από το SciTechDaily.