Verbesserung der Batterien mit Nanotechnologie
Die Nanotechnologie hat wichtige Beiträge zur Effizienz der Energiespeicherung zu machen. Beachten Sie, dass die Arten von Batterien, bei denen Nano einen Unterschied macht diejenigen, die in Autos, Laptops sind und industrielle Stromsicherungen, anstatt die Roll Batterien um in Ihrer Küchenschublade.
Effizientere Batterien durch nano
Wie funktioniert die Nanotechnologie helfen Batterien effizienter zu arbeiten? Ein wichtiger Faktor in der Batterieeffizienz ist die Leistungsdichte, oder wie viel elektrische Energie eine Batterie pro Gewicht liefern. Von den verschiedenen Arten von Batterien in Gebrauch sind Lithium-Ionen-Batterien die größte Leistungsdichte, weshalb sie in Laptops und Elektroautos gewohnt sind.
Lithium-Ionen-Batterien speichern kann die gleiche Menge an Energie als Nickel-Metallhydrid-Batterie in einem leichteren und kleineren Paket. Lithium-Ionen-Hersteller projizieren, dass ihre Batterien etwa zehn Jahre dauern, etwa vier Jahre länger als Nickel-Metallhydrid-Batterien.
Allerdings sind Lithium-Ionen-Batterien langsamer zu laden und zu Fragen der Sicherheit haben. (Zum Beispiel in einer veröffentlichten Instanz vor ein paar Jahren, Lithium-Ionen-Batterien in Laptop-Computern fing Feuer.) Viele Unternehmen sind sich auf die Anwendung der Nanotechnologie, das Material in Lithium-Ionen-Batterie-Elektroden zu ändern.
Jedes Unternehmen hat seine eigenen proprietären Materialzusammensetzung verwendet wird, sowohl das Risiko von Bränden Batterie zu reduzieren und die Fähigkeit einer nanostrukturierte Oberfläche zu übernehmen, die Oberfläche der Elektroden zu erhöhen. Diese Zunahme der Oberfläche bietet mehr Platz für die Lithium-Ionen in Kontakt zu treten, so dass höhere Leistungsdichte und schneller Entladung der Batterie und Aufladen.
Wir erwarten, dass die nächsten Schritte in der Nano-basierte Batterie Verbesserungen Leistungsdichte gegenüber herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien, die von fünf bis zehn Mal zu erhöhen. Diese Änderungen sollten Laptops leichter zu machen, damit sie vor dem Laden eine längere Zeit zu gehen.
Diese Verbesserungen, hängen jedoch von der Herstellerauswahl. Zum Beispiel können Elektroautos laufen ein paar hundert Meilen zwischen Anreicherungen der Lage sein oder enthalten können kleinere, weniger teure Akkupacks.
Zukünftige Nanotechnologie Verbesserungen Batterien
Mit Hilfe der Nanotechnologie bei der Herstellung von Batterien könnte die verfügbare Leistung von einer Batterie durch mehrere Methoden werden heute erhöhen entwickelt. Beispielsweise:
Die Beschichtung der Oberfläche der Elektrode mit Nanopartikeln, Nanodrähten oder anderen Nanostrukturen: Weil die Anode in dem Lithiumionen gespeichert werden, wenn die Batterie geladen wird, um die Anzahl der gespeicherten Ionen Erhöhung erhöht die gespeicherte elektrische Energie.
Verschiedene Forscher und Unternehmen arbeiten mit Lithium-Ionen-Batterien haben Nanomaterialien zu entwickeln, Anoden mit einer größeren Dichte von Standorten, an die Lithium-Ionen können befestigen verwendet. Diese Technik erhöht die Oberfläche der Elektroden, mehr Lithiumionen ermöglicht gespeichert werden.
Ändern der Atome, an die die Lithium-Bindungen: Eine Änderung dieser Atome ändert sich die elektrochemische Reaktion, die mehr Energie freisetzen könnte, die Erhöhung der Leistung, die von der Batterie für jedes gegebene Gewicht hergestellt.
Diese Techniken könnten die Effizienz der Hybrid- oder Elektrofahrzeugen erhöhen erheblich die Batteriegewicht zu verringern oder erhöhen ihre Reichweite.