Pesquisadores da Universidade Estadual de Washington mostraram uma maneira de melhorar a eficácia das baterias de lítio-sulfador, que é uma pesquisa que promete expandir o uso de baterias de alta potência e peso, economia de energia renovável e outras aplicações em veículos elétricos.
As baterias de lítio-sulfador são ambientalmente amigáveis que as baterias de íon de lítio usadas para a mesma quantidade de energia, mas suas adoções comerciais são limitadas por barreiras técnicas que diminuem sua vida.
WSU Team Research, publicado Jornal de fonte de eletricidadeEle mostrou que uma barreira protetora feita de proteína de milho, em uma combinação de plástico geralmente usada, melhora significativamente a eficácia de uma bateria de lítio em forma de botão. Os pesquisadores descobriram que a bateria pode manter 500 ciclos em sua carga, é uma melhoria significativa que a bateria sem a barreira defensiva do milho conhecida como divisor.
“Este trabalho mostrou uma abordagem simples e eficiente para preparar divisões eficazes para melhorar a eficácia da bateria”, disse Katie Jhang, professora da Escola de Engenharia Mecânica e de Materiais, no papel. “O resultado é ótimo.”
As baterias de lítio-de-sulte são consideradas uma possível alternativa às baterias de íons de lítio para muitas aplicações. Eles têm muito mais energia neles, então precisam de bateria muito menor e leve do que a bateria atual para uso em carros ou aeronaves. Além disso, a bateria de lítio de lítio usa enxofre para seu cátodo, que é abundante, barato e não tóxico, a torna ambientalmente amigável que a bateria atual. O cátodo da bateria de íons de lítio é feito de óxido de metal e contém metais pesados tóxicos, como cobalto ou níquel.
No entanto, a bateria de lítio-sulista está sofrendo de dois grandes problemas. Conhecido como o efeito do ônibus espacial, a parte da bateria da bateria é vazada e transferida para o lítio, fazendo com que a bateria parasse de funcionar muito rapidamente. O lado da lítio da bateria geralmente cultiva picos de metal de lítio, chamados dendritos, que podem causar curto -circuito elétrico.
Em seu trabalho de conceito de prova, os pesquisadores usaram proteínas de milho como uma cobertura para a divisão no meio da bateria para evitar os dois problemas.
“A proteína do milho produzirá um bom ingrediente da bateria porque é abundante, natural e durável”, Jean Liu, professor da Escola de Engenharia Mecânica e de Material, e o autor do artigo.
Os estudantes de pós -graduação Ying Guo, Palebilli Sairesha e Chenxu Wang lideraram o trabalho.
Os blocos de construção da proteína são aminoácidos, que reagem com materiais de bateria para melhorar o movimento dos íons de lítio e impedir os efeitos de ônibus espaciais. Como a proteína é naturalmente dobrada por si só, os pesquisadores adicionaram uma pequena quantidade de plástico flexível para torná -lo plano e melhorar sua eficácia.
“Precisamos primeiro pensar em como abrir proteínas, para que possamos usar essas interações e manipular a proteína”, disse Liu.
Os pesquisadores conduziram estudos numéricos e testes para provar o sucesso da bateria. Eles estão realizando estudos adicionais sobre como o processo funcionou, que as interações de aminoácidos podem ser responsáveis e como a estrutura da proteína pode ser favorável.
“Uma proteína é uma estrutura muito complexa”, disse Jhong. “Precisamos estudar simulações adicionais para identificar que os aminoácidos da estrutura de proteínas podem fazer a melhor coisa a fazer para resolver o efeito crítico do transporte e o problema de dendritos”.
Os pesquisadores desejam cooperar com parceiros industriais para estudar maiores baterias experimentais e aumentar o processo. O trabalho foi financiado pelo Departamento de Agricultura dos EUA.