Introduzione:
Wow, questa invenzione potrebbe ribaltare completamente le regole del gioco nel nuovo settore dell'energia globale! Il 12 febbraio 2025, la rivista internazionale Nature ha pubblicato una svolta rivoluzionaria. La squadra di Peng Huisheng/Gao Yue dell'Università di Fudan in Cina ha inventato un nuovoTecnologia "Ringiovanimento" della batteria al litio, rompendo i tradizionali principi di progettazione delle batterie al litio per più di 30 anni, che possono prolungare la durata della batteria di oltre 10 volte! Una normale batteria di fosfato di ferro al litio mantiene ancora il 96% della sua capacità dopo 11.818 cicli di carica e scarica! Sai, le batterie al litio attualmente sul mercato sono utilizzate per 1000-2000 volte.
Cosa significa questo? Un Tesla era solito sostituire la batteria ogni 6-8 anni, ma ora può essere guidato per 60 anni senza doverlo sostituirlo! Il tuo iPhone può essere caricato e dimesso 10.000 volte senza perdere energia!
L'ispirazione per la tecnologia di riparazione della batteria proviene dalla terapia umana
Come è nata questa scoperta miracolosa?
Proprio come il trattamento delle malattie umane, ci concentriamo sulla riparazione dei problemi fondamentali delle batterie proteggendo le loro parti sane ", ha spiegato Gao Yue, un ricercatore dell'Università di Fudan.
Inizialmente, il motivo principale del "invecchiamento" delle batterie al litio era la perdita di ioni di litio. Proprio come la mancanza di un certo nutriente nel corpo umano può portare a una malattia, le batterie possono anche provare un calo delle prestazioni a causa della malnutrizione. L'idea innovativa della squadra è: possiamo reintegrare gli ioni di litio perduti nella batteria come fare un'iniezione a un paziente?
L'intelligenza artificiale aiuta a sfondare le tecnologie di bilanciamento della batteria chiave
Tuttavia, trovare l '"iniezione" appropriata non è un compito facile. Questa molecola portante deve soddisfare contemporaneamente requisiti di proprietà fisica e chimica quasi rigorosi:
- Avere un'adeguata attività elettrochimica e intervallo di tensione di decomposizione.
- Solubilità adeguata nell'elettrolita.
- Ha un'eccellente stabilità dell'aria e stabilità chimica.
- Acidità, alcalinità e cinetica di reazione appropriate.
- I prodotti di decomposizione devono essere sicuri e innocui.
- Ancora più importante, dovrebbe essere economico e facile da aumentare la produzione.
L'intelligenza artificiale scopre materiali chiave
Senza precedenti da seguire, il team di ricerca si è trasformato in intelligenza artificiale. Hanno digitalizzato le proprietà molecolari e hanno usato l'apprendimento automatico per trovare risposte da un'enorme quantità di dati di chimica organica, elettrochimica e ingegneria dei materiali.
Il duro lavoro ha dato i suoi frutti! Dopo 4 anni di duro lavoro, hanno finalmente trovato la soluzione ideale: CF3SO2LI (litio trifluoromethanesulfonate). Questa molecola è come un trasportatore in miniatura, che trasporta elettroni di litio ad un'estremità e scaricandoli in sicurezza come gas all'altra estremità dopo il completamento del trasporto.
I risultati sperimentali sono scioccanti!
Nell'esperimento, la batteria che ha ricevuto questo "trattamento di precisione" ha avuto ancora prestazioni vicino al livello di fabbrica anche dopo 12000 a 60000 cicli di carica e scarica. Ciò non solo estende la durata della batteria, ma fornisce anche una soluzione tecnica fattibile per risolvere il problema dell'inquinamento da batterie per rifiuti su larga scala.
Ancora più eccitante è che questa tecnologia ha aperto possibilità completamente nuove:
Implementato un sistema di batterie a catodo senza litio con una tensione di 3,0 V e una densità di energia fino a 1192 WH/kg.
Sviluppato una batteria a cardina di catodo in poliacrilonitro solformato organico con una densità di energia di 388 WH/kg.
Impatto rivoluzionario
Questa svolta cambierà completamente le regole del gioco nel nuovo settore energetico:
Ridurrà in modo significativo il costo dell'uso di veicoli elettrici, ridurrà significativamente l'inquinamento ambientale causato dalla demolizione delle batterie e aprirà nuove idee per la progettazione di nuove batterie; La cosa più eccitante è che il costo di questa tecnologia è molto considerevole: si prevede che rappresenti meno del 10% del costo totale della batteria, il che significa che ha il potenziale per l'uso commerciale su larga scala!
Come ha affermato il ricercatore Gao Yue: sia che si tratti di prolungare la durata della batteria o prevenire l'abbandono su larga scala e l'inquinamento ambientale, questo "trattamento di precisione" fornisce una soluzione tecnica fattibile. Questa ricerca non solo dimostra la forza innovativa della Cina nel campo della nuova energia, ma annuncia anche l'arrivo di una nuova era. Nel prossimo futuro, "Ansia da batteria" potrebbe diventare storia. Attendiamo con ansia la commercializzazione di questa tecnologia rivoluzionaria il più presto possibile!
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Tempo post: feb-28-2025