Una ricarica in meno di un minuto per i veicoli elettrici

I ricercatori del Nanotek Instruments, Inc., e la sua collegata Materiali Angstron, Inc., di Dayton nell'Ohio, hanno sviluppato un nuovo sistema per la progettazione i dispositivi di accumulo di energia che si basa sul rapido movimento di spola di un gran numero di ioni litio tra gli elettrodi grazie alle enormi superfici rese disponibili dal grafene.

Il dispositivo di accumulo di energia potrebbe rivelarsi estremamente utile soprattutto per i veicoli elettrici con una notevole riduzione del tempo di ricarica passando da ore a meno di un minuto.

Altre applicazioni potrebbero includere stoccaggio di energia rinnovabile (ad esempio, immagazzinare l'energia solare ed eolica) e reti intelligenti.

I ricercatori chiamano i nuovi dispositivi "graphene surface-enabled lithium ion-exchanging cells" o più semplicemente "surface-mediated cells" (SMCs)" (celle con superficie di grafene abilitata allo scambio di ioni di litio SMC). Anche se i dispositivi attuali utilizzano materiali non ottimizzati e configurati, già hanno caratteristiche che possono già superare le batterie agli ioni di litio e i supercondensatori.

I nuovi dispositivi sono in ​​grado di fornire una densità di potenza di 100 kW/kg , che è 100 volte superiore a quella delle batterie a Li-ioni commerciali e 10 volte superiore a quella dei supercondensatori.

Maggiore è la densità di potenza, maggiore è la velocità di trasferimento di energia (con conseguente tempo di ricarica più veloce).

Inoltre, le nuove celle sono in grado di accumulare energia con una densità energetica di 160 Wh/kg, che è paragonabile alle batterie commerciale a Li-ioni e 30 volte superiore a quella di supercondensatori convenzionali.

Maggiore è la densità di energia, più energia il dispositivo in grado di accumulare per lo stesso volume (risultante in una serie più lunga di guida per i veicoli elettrici), quindi anche più leggero.

Lo sviluppo di questa nuova classe di dispositivi di accumulo colma il divario di prestazioni tra una batteria Li-ion e un supercondensatore. Più significativamente, questo quadro radicalmente nuovo per la costruzione di energia i dispositivi di accumulo potrebbe consentire ai ricercatori per ottenere sia l'alta densità di energia e ad alta densità di potenza , senza dover sacrificare le caratteristiche dell'uno per raggiungere l'altro.

Per prima cosa, i ricercatori hanno intenzione di approfondire gli studi sui cicli di vita delle celle. Finora, hanno scoperto che i dispositivi possono trattenere il 95% della capacità dopo 1.000 cicli ed anche dopo 2.000 cicli non hanno mostrato alcuna evidente formazione di dendriti. I ricercatori hanno anche intenzione di indagare i ruoli dei diversi meccanismi di accumulo sulle prestazioni del dispositivo. Ci si aspetta che i costi diminuiscano notevolmente nel corso di 1 -3 anni.

Fonte: New energy storage device could recharge electric vehicles in minutes

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