torsdag, mars 12, 2009

100 gånger snabbare laddbara batterimaterial

Få saker är så retliga som att glömma att ladda mobilen/laptopen/mp3-spelaren/den bärbara spelkonsolen, kvällen innan man behöver den. Den moderna prylmänniskan är ständigt i väntan på ett eller annat batteri. Men väntan på batteriladdning kan så småningom bli historia; ett par forskare vid MIT har lyckats få ner laddningstiden för litiumjärnfosfat - ett vanligt material i laddbara batterier - till en handfull sekunder. Det beskrivs i en artikel i Nature idag.

Laddningshastigheten för ett litiumjonbatteri bestäms av hur snabbt det går att skapa och lagra litiumjoner och elektroner. Den begränsande faktorn är att litiumjonerna rör sig mycket långsamt ut i elektrolyten efter att de skapats vid katoden under laddningen.

Forskarnas modellering av hur litiumjoner rör sig i materialet visade att jonerna egentligen skulle kunna flytta sig mycket snabbare - "löjligt snabbt" - eftersom litiumjärnfosfat har en kristallstruktur som litiumjonerna lätt borde kunna röra sig igenom. Så varför gör de inte redan det, då - kanske går de vilse redan i början?

Baserat på den idén gjorde forskarna en ny och bättre katod, täckt med litiumfosfatglas som är känt för att leda litiumjoner väl. Och med den nya katoden kunde de ladda och ladda ur sitt gamla vanliga batterimaterial på så lite som 9 sekunder - motsvarande en faktor hundra i uppsnabbning*.

Ja tack. (Och förutom för att förenkla livet för oss laddningsglömska, kan snabbare batterimaterial användas för att ta tillvara energin vid snabba förlopp som inbromsningar i hybridbilar)

Länkar
Nature News
Artikel i Nature (pren. krävs)

*Total uppsnabbning beror naturligtvis på hur mycket kräm man har i uttaget - ett stort batteri som det i hybridbilar (typ 15 kWh) kräver 180 kW effekt i uttaget för att kunna laddas på 5 minuter. Små apparater kan laddas snabbt i ett vanligt vägguttag (den siffra jag har hittat är max 2.3 kW ur ett vanligt vägguttag**, som jämförelse).

**Se Christians kommentar nedan; beroende på huvudsäkringar etc är det möjligt att få ut 11-17 kW.

Andra bloggar om , , , ,

3 kommentarer:

mjn sa...

Spännande. Det betyder att batterierna närmar sig hastigheten hos superkondensatorer (EDLC).

Jag skrev förra året om hur nya katoder i EDLC gjorde att de når högre energidensitet, dvs närmar sig batteriernas nivå.

Det är ju två mycket liknande, men konkurrerande tekniker, som fungerar i lite olika energi- och effektregimer. Högre urladdningsström för batterier gör ju dem även effektivare att kombinera med t.ex. bränsleceller.

Anonym sa...

För "vanliga" vägguttag beror förstås effekten på säkringen (som i sin tur bör vara anpassasd till vad ledningarna klarar av). En typisk säkring för ett vägguttag är 10 A, därav 2300 W. De flesta hushåll är förstås utrustade med bättre ledningar än så fram till huvudsäkringen, och om man kopplar in sig på rätt ställe (t.ex 3-fasen jag har till tvättmaskinen) kan man få ut 11 kW i ett normalt lägenhetshushåll utan att behöva göra några stora ominstallationer av elen.

Bor man i villa, särskilt om den är eluppvärmd, kan man hitta huvudsäkringar på 25 A, och alltså plocka ut 17 kW om man bara kommer ihåg att stänga av allting annat samtidigt.

Lösningen blir förstås att ha en fast installerad dosa med snabba batterier som tillfälligt kan leverera 180 kW för att ladda bilen eller andra stora apparater (mp3-spelare med JÄTTESTORA högtalare?) snabbt, och som däremellan sitter och laddar upp sig med hjälp av en mindre ström.

/Christian

Malin Sandström sa...

Cristian: pyramidladdning! Tja, varför inte...

(tack för siffror också)