O kulisach dokonań inżynierów możemy teraz przeczytać na łamach ACS Materials Letters. I choć coraz częściej mówi się o zastępowaniu wariantów litowo-jonowych innymi, choćby ze względu na szkody środowiskowe oraz zagrożenie pożarami, to jeśli dojdzie do przetasowania, to zapewne dopiero za kilka lat.
Do tego czasu naukowcy będą starali się wycisnąć z obecnie dominującej technologii jak najwięcej. Wygląda na to, że ostatnie wysiłki w tym zakresie przyniosły oczekiwane rezultaty. Jak wyjaśniają członkowie zespołu badawczego, udało im się zwiększyć pojemność energetyczną i poprawić cykl ładowania i rozładowywania.
Tylko w jaki sposób tego dokonali? Chodziło o domieszkowanie tlenku litu i żelaza innymi składnikami. Początek całej historii sięga ubiegłego roku, kiedy to japońscy naukowcy zaprezentowali światu Li5FeO4. Wykazuje on wysoką wydajność dzięki wykorzystaniu reakcji redoks żelaza i tlenu. Niestety, jednocześnie pojawiły się problemy z produkcją tlenu podczas cykli ładowania i rozładowywania.
Nowe katody mogą być implementowane w akumulatorach litowo-jonowych. Dotychczasowe testy wykazały znaczącą poprawę osiąganych wyników
W toku badań okazało się, że problemów można uniknąć (a na pewno je ograniczyć) dodając do mieszanki pierwiastki takie jak glin, krzem, fosfor i siarka. Umieszczone w strukturze krystalicznej katody, owe składniki. Powstające wiązania sprawiły, że atomy trzymają się razem, gdy elektrony są dzielone między atomami. W takich okolicznościach uwalnianie tlenu zachodzi rzadziej.
Kiedy przyszła pora na ocenę korzyści uzyskanych dzięki wprowadzonym zmianom, naukowcy odnotowali zwiększenie pojemności energetycznej katody, stabilności i cykliczności pomiędzy fazami ładowania i rozładowywania. Ten pierwszy wskaźnik wzrósł z 50% do 90%, co stanowi gigantyczną zmianę. Wielkim wyzwaniem będzie teraz sprawienie, by opisywane podejście mogło być zastosowane na komercyjną skalę.