Σούπερ-μπαταρίες δίνουν ζωή στο κινητό μας

Kαινούριες μπαταρίες οι οποίες θα είναι ικανές να διατηρούν φορτισμένο το έξυπνο κινητό μας μέχρι και πέντε ημέρες σχεδίασαν ερευνητές με έδρα το Πανεπιστήμιο Μονάς στη Μελβούρνη της Αυστραλίας. Σε δημοσίευσή τους στην επιστημονική επιθεώρηση «Science Advances» οι επιστήμονες περιέγραψαν τη λειτουργία της νέας μπαταρίας λιθίου-θείου (Li-S), η οποία λόγω της ιδιαίτερης αρχιτεκτονικής της έχει μεγάλη διάρκεια ζωής σε αντίθεση με όσες μπαταρίες αντίστοιχου τύπου κυκλοφορούσαν μέχρι σήμερα, κάτι το οποίο ανοίγει το δρόμο για την ευρεία χρήση της στις κινητές συσκευές αλλά και στα αυτοκίνητα.

Ο συγκεκριμένος τύπος μπαταρίας δεν είναι καινούριος: Οι μπαταρίες λιθίου-θείου έχουν πέντε φορές μεγαλύτερη χωρητικότητα σε ηλεκτρικό φορτίο σε σχέση με τις μπαταρίες λιθίου. Ωστόσο, το μειονέκτημά τους μέχρι σήμερα ήταν ότι η διάρκεια ζωή τους ήταν μικρή. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι κατά τη διάρκεια του κύκλου φόρτισης-αποφόρτισης, τα ηλεκτρόδια από τα οποία αποτελείται η μπαταρία διαστέλλονται και συστέλλονται αποκλίνοντας από τον αρχικό τους όγκο κατά 78%, κάτι το οποίο προκαλεί τόσο τη φθορά των ίδιων των ηλεκτροδίων όσο και του αγώγιμου πολυμερούς το οποίο συγκρατεί τα ηλεκτρόδια μεταξύ τους. Η συστολοδιαστολή αυτή συμβαίνει και στα ηλεκτρόδια των διαδεδομένων μπαταριών λιθίου, πλην όμως σε αυτή την περίπτωση είναι πολύ πιο περιορισμένη, επιτρέποντας στην μπαταρία να διατηρήσει τη χωρητικότητά της για μεγαλύτερο διάστημα.

Καινούρια αρχιτεκτονική

Για να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές άλλαξαν την αρχιτεκτονική της μπαταρίας. Κομβικό ρόλο στον νέο σχεδιασμό έχει η προσθήκη μικρότερου ποσού αγώγιμου πολυμερούς, κάτι το οποίο δίνει μεγαλύτερη ευελιξία στα ηλεκτρόδια να διασταλούν και να συσταλούν αποτρέποντας τη φθορά των παρακείμενων στοιχείων. Στη νέα αυτή μπαταρία η απρόσκοπτη ροή των ιόντων μεταξύ των ηλεκτροδίων εξασφαλίζεται όχι από το αγώγιμο πολυμερές το οποίο μέχρι τώρα αποτελούσε τον «συνδετικό ιστό» αλλά από γέφυρες οι οποίες αποτελούνται από θείο και άνθρακα.

Όπως σημείωσαν οι ερευνητές σε σχετικές δηλώσεις τους, η ανακάλυψη αυτή επιτρέπει την ευρεία χρήση των συγκεκριμένων μπαταριών στα έξυπνα κινητά αλλά και στα αυτοκίνητα. Μάλιστα, το κόστος παρασκευής τους είναι χαμηλό αφού το θείο είναι ένα στοιχείο το οποίο βρίσκεται σε αφθονία στη φύση και ως εκ τούτου είναι φθηνό.