Á undanförnum árum hafa litíum-jón rafhlöður orðið mikilvæg tækni í umbreytingunni yfir í endurnýjanlega orkugjafa og rafknúin ökutæki. Sívaxandi eftirspurn eftir skilvirkari og hagkvæmari rafhlöðum hefur hvatt til mikilla framfara á þessu sviði. Sérfræðingar spá í ár nokkrum byltingarkenndum atburðum sem gætu gjörbylta getu litíum-jón rafhlöðu.
Ein athyglisverð framþróun sem vert er að fylgjast með er þróun rafgeyma í föstu formi. Ólíkt hefðbundnum litíumjónarafhlöðum sem nota fljótandi rafvökva, nota rafgeymar í föstu formi föst efni eða keramik sem rafvökva. Þessi nýjung eykur ekki aðeins orkuþéttleika, sem hugsanlega lengir drægni rafknúinna ökutækja, heldur dregur hún einnig úr hleðslutíma og bætir öryggi með því að lágmarka hættu á eldi. Þekktir fyrirtæki eins og Quantumscape einbeita sér að föstu formi litíummálmarafhlöðum og stefna að því að samþætta þær í ökutæki strax árið 2025[1].
Þótt rafhlaður í föstu formi séu efnilegar, eru vísindamenn einnig að kanna aðrar efnasamsetningar til að bregðast við áhyggjum af framboði á lykilefnum fyrir rafhlöður eins og kóbalti og litíum. Leit að ódýrari og sjálfbærari valkostum heldur áfram að knýja nýsköpun áfram. Þar að auki vinna háskólastofnanir og fyrirtæki um allan heim ötullega að því að bæta afköst rafhlöðu, auka afkastagetu, flýta fyrir hleðsluhraða og lækka framleiðslukostnað [1].
Viðleitni til að hámarka litíumjónarafhlöður nær lengra en rafknúin ökutæki. Þessar rafhlöður eru að finna notkun í geymslu rafmagns á raforkukerfinu, sem gerir kleift að samþætta betur óreglulegar endurnýjanlegar orkugjafa eins og sólar- og vindorku. Með því að nýta litíumjónarafhlöður til geymslu á raforkukerfinu er stöðugleiki og áreiðanleiki endurnýjanlegra orkukerfa verulega bættur[1].
Vísindamenn við Lawrence Berkeley National Laboratory hafa nýlega þróað leiðandi fjölliðuhúð sem kallast HOS-PFM. Þessi húðun gerir kleift að endast lengur og vera öflugri litíum-jón rafhlöður fyrir rafknúin ökutæki. HOS-PFM leiðir bæði rafeindir og jónir samtímis, sem eykur stöðugleika rafhlöðunnar, hleðslu-/afhleðsluhraða og heildarlíftíma. Það virkar einnig sem lím, sem hugsanlega lengir meðallíftíma litíum-jón rafhlöðu úr 10 í 15 ár. Ennfremur hefur húðunin sýnt framúrskarandi árangur þegar hún er notuð á kísill- og ál rafskaut, sem dregur úr niðurbroti þeirra og viðheldur mikilli rafhlöðugetu yfir margar lotur. Þessar niðurstöður lofa góðu um að auka orkuþéttleika litíum-jón rafhlöðu verulega, sem gerir þær hagkvæmari og aðgengilegri fyrir rafknúin ökutæki[3].
Þar sem heimurinn leitast við að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda og færa sig yfir í sjálfbæra framtíð gegna framfarir í litíumjónarafhlöðutækni lykilhlutverki. Áframhaldandi rannsóknar- og þróunarstarf knýr iðnaðinn áfram og færir okkur nær skilvirkari, hagkvæmari og umhverfisvænni rafhlöðulausnum. Með byltingarkenndum framförum í föstuefnarafhlöðum, öðrum efnasamsetningum og húðunum eins og HOS-PFM, verður möguleikinn á útbreiddri notkun rafknúinna ökutækja og orkugeymslu á raforkukerfinu sífellt mögulegri.
Birtingartími: 25. júlí 2023
