Fosforul roșu poate fi cheia pentru a crea baterii mai eficiente din litiu

Substanța ar putea contribui la prelungirea duratei de viață a bateriei în mașina dvs. electrică, laptop și telefon.

0
251
Baterii litiu

Cu o dezvoltare rapidă a noilor tehnologii, având multiple aplicații industriale, cercetătorii sunt dornici să îmbunătățească bateriile reîncărcabile cu litiu, prin utilizarea fosforului roșu.

În scopul de a le face mai ușor de fabricat și de a reduce costul total de producție, Universitatea Rice a descoperit o modalitate de a monitoriza și conserva bateria cu litiu. Secretul lor? 

Fosforul roșu

Fosforul este un element chimic otrăvitor și volatil nemetalic care, atunci când este expus la lumina soarelui sau căldură în forma sa albă, creează fosfor roșu. Cu toate acestea, fosforul roșu este vărul mai puțin volatil, mai puțin toxic, folosit în industrie, în produse cum ar fi uneltele ignifuge, dispozitivele de fum și chiar unele medicamente.

Condusă de James Tour, chimistul universității Rice , echipa de cercetare a folosit fosfor roșu ca o modalitate de a „spiona” sau de a menține sub control dendritele de litiu ale bateriei. În testul lor, Tour și echipa sa au creat o celulă de litiu cu un strat roșu de fosfor.

Fosforul roșu a fost utilizat pe separatorul bateriei care separă anozii și electrozii catodici. După cum sa menționat mai sus, fosforul acționează ca un spion pentru sistemele de management, monitorizând eventualele proeminențe sau deformări care ar putea duce la defectarea bateriei cu litiu.

De ce fosfor roșu?

Anozii litiu-ion sunt utilizați în toate bateriile pe care le găsiți în telefon, în laptop, chiar și în noua mașină Tesla. Pentru cei care nu știu anozii, ce joacă un rol esențial în funcționarea unei baterii, reprezintă unul dintre cei doi electrozi necesari funcționării bateriei.

Foto: Advanced Materials

Problema cu anozii de litiu se datorează încărcării. Când sunt încărcați, ei formează dendrite, care atunci când sunt lăsate necontrolate pot fi devastatoare pentru baterie, provocând un scurtcircuit și, eventual, o explozie. Pe scurt, acesta este un motiv bun pentru care probabil că nu ar trebui să lăsați telefonul la încărcat peste noapte.

Cu toate acestea, atunci când se utilizează un separator acoperit cu fosfor roșu, tensiunea de încărcare a bateriei se schimbă, spunând bateriei să se oprească din încărcare, împiedicând deteriorarea gravă sau distrugerea bateriei.

Interesant, bateria cu fosfor roșu nu a avut niciun efect asupra performanței generale a bateriei. Nu numai că acest lucru ar putea contribui la crearea unor baterii mai eficiente pe termen lung, dar ar putea ajuta producătorii să fabrice baterii mai sigure.