Του Γιάννη Γορανίτη
Μια επιστημονική ανακάλυψη που θα μπορούσε να βελτιώσει ριζικά την ταχύτητα φόρτισης των σύγχρονων μπαταριών, ανακοινώθηκε πριν λίγες ημέρες. Οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Cambridge που παρουσίασαν το νέο υλικό ισχυρίζονται ότι η υιοθέτηση του, θα μπορούσε να αλλάξει εντελώς τον τρόπο χρήσης των συσκευών.
Ενδεικτικά, οι μπαταρίες των κινητών που θα βασίζονται στο νέο υλικό θα μπορούν να φορτίζονται μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα ή λεπτά για τις μπαταρίες μεγαλύτερης χωρητικότητας. Το ίδιο θα συμβεί και με σειρά άλλων συσκευών που χρησιμοποιούν μπαταρίες ιόντων λιθίου για την τροφοδότησή τους.
Η συγκεκριμένη ανακάλυψη, όμως, θα μπορούσε να αξιοποιηθεί και στις μπαταρίες των ηλεκτρικών αυτοκινήτων με μεσοπρόθεσμη επίδραση και στη μαζικότερη υιοθέτησή τους. Μέχρι σήμερα, άλλωστε, ένας από τους ανασταλτικούς παράγοντες για την ευρύτερη αποδοχή τους είναι τα προβλήματα των μπαταριών.
Ποιο είναι το νέο υλικό;
Το επαναστατικό, όπως φαίνεται, κράμα βασίζεται στα σύνθετα οξείδια βολφραμίου και νιοβίου (Nb16W5O55 και Nb18W16O93). Στο άρθρο που δημοσιεύτηκε στο Nature περιγράφεται αναλυτικά ο τρόπος που θα μπορούσε να συμβάλλει στην επιτάχυνση της διαδικασίας της φόρτισης.
Εν συντομία, αυτό που κάνει είναι ότι επιτρέψει στα ιόντα λιθίου να κινούνται με μεγαλύτερη ταχύτητα (εκατονταπλάσια από αυτή που επιτρέπουν τα υλικά που χρησιμοποιούνται ως σήμερα), ώστε να φορτίζονται οι μπαταρίες ταχύτερα. Η διάχυση των ιόντων σχετίζεται με τον ρυθμό φόρτισης και αποφόρτισης μιας μπαταρίας. Μέχρι σήμερα, η διαδικασία επιβραδυνόταν λόγω της χρήσης των κεραμικών υλικών και των περιορισμών των διαστάσεών τους.
Τα οξείδια βολφραμίου του νιοβίου εκτός από το τεχνικό πλεονέκτημα που προσφέρουν, είναι και πολύ οικονομικότερα και απλούστερα στην παραγωγή, καθώς δεν απαιτούν πρόσθετα χημικά ή διαλύτες.
Το μειονέκτημα και πότε να περιμένουμε τις νέες μπαταρίες
Σύμφωνα με τον Clare Gray, καθηγητή Χημείας Υλικών στο Πανεπιστήμιο του Cambridge, το επόμενο βήμα θα είναι η χρήση του υλικού σε μεγάλου μεγέθους μπαταρίες, που θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν σε ηλεκτρικά οχήματα. Όπως χαρακτηριστικά αναφέρει, σκοπεύουν να το δοκιμάσουν σε ηλεκτρικά λεωφορεία, ούτως ώστε να επιτύχουν την ταχύτατη φόρτιση π.χ. κατά τη διάρκεια μιας στάσης του οχήματος για την επιβίβαση επιβατών.
Είναι σαφές ότι η αλλαγή που θα μπορούσε να επιφέρει η συγκεκριμένη ανακάλυψη είναι εντυπωσιακή. Όχι μόνο γιατί θα μειώσει τον χρόνο αναμονής έως ότου φορτίσουν οι συσκευές μας, αλλά γιατί η κάθε φόρτιση θα έχει και αισθητά μικρότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα.
Ένα πρόβλημα που θα πρέπει να επιλυθεί είναι το σχετικά μεγάλο μέγεθος των υλικών, μια προσέγγιση προφανώς αντίθετη από τη χρήση νανοσωματιδίων σε μπαταρίες που δοκιμάζουν άλλες επιστημονικές ομάδες. Οι επιστήμονες βέβαια τόνισαν ότι η δοκιμαστική περίοδος θα διαρκέσει αρκετά και θα αργήσουμε να δούμε τις νέου τύπου μπαταρίες στα κινητά και τα αυτοκίνητά μας.
