الکترولیت کامپوزیت قادر بود در دمای اتاق کار کند، اولین مورد برای باتری های لیتیوم-هوا. به گفته محمد اسدی، استادیار مهندسی شیمی در Illinois Tech، الکترولیت حالت جامد “حدود 75 درصد از کل چگالی انرژی را تشکیل می دهد.” هنوز جا برای بهبود بیشتر وجود دارد و با به حداقل رساندن ضخامت بدون به خطر انداختن عملکرد، طراحی جدید می تواند به چگالی انرژی “بسیار بسیار بالا” دست یابد.
تصویر بزرگ: در میان بسیاری از راه حل های جایگزین برای باتری های لیتیوم یون سنتی، محققان در حال آزمایش طرح های لیتیوم-هوا هستند. یک نوآوری جدید در فضا می تواند بسیاری از مسائلی که قبلاً توسط این فناوری به نمایش گذاشته شده بود را حل کند.
طرحی که توسط محققان موسسه فناوری ایلینویز طراحی شده است از یک الکترولیت جامد مبتنی بر کامپوزیت سرامیک-پلی اتیلن اکسید استفاده می کند که در مقایسه با الکترولیت های مایع ایمن تر و کارآمدتر است. مواد سرامیکی و پلیمری که به‌عنوان الکترولیت جامد استفاده می‌شوند، هنگام استفاده جداگانه، جنبه‌های منفی خاص خود را دارند، اما در صورت ترکیب، می‌توانند هم هدایت یونی بالای سرامیک و هم پایداری بالای پلیمر را فراهم کنند.
در ادامه، اسدی قصد دارد با شرکای صنعت خصوصی همکاری کند تا طراحی را برای تولید بهینه کند. این محقق می‌گوید پیشرفت فناوری جدید “پنجره بزرگی از امکان” را برای عرضه واقعی باتری‌های لیتیوم-هوا به بازار باز کرده است.
باتری لیتیوم هوا به طور بالقوه می تواند یک کیلووات ساعت در هر کیلوگرم یا بیشتر ذخیره کند که چهار برابر بیشتر از فناوری لیتیوم یون فعلی است. مقاله Science می گوید، یک باتری لیتیوم-هوا مبتنی بر تشکیل اکسید لیتیوم (Li2O)، از نظر تئوری می تواند چگالی انرژی “مقایسه با بنزین” ارائه دهد.
مقاله جدید منتشر شده در علوم پایه شیمی پشت یک باتری جدید لیتیوم-هوا را توصیف می کند، یک طراحی خلاقانه که به طور بالقوه می تواند چگالی انرژی بیشتری نسبت به فناوری باتری های لیتیوم یونی سنتی ارائه دهد. این می تواند به عنوان یک پیشرفت واقعی برای بازار باتری و یک انقلاب احتمالی برای حمل و نقل و وسایل نقلیه سنگین مانند هواپیما، قطار و حتی زیردریایی عمل کند.
باتری جدید می تواند بیش از 1000 چرخه شارژ را تنها با 5 درصد کاهش اندک در بهره وری انرژی و تاثیر صفر بر راندمان کولمبی حفظ کند. این بدان معنی است که تمام مواد اولیه باتری هنوز فعال بوده و هیچ واکنش جانبی غیرقابل برگشتی در طول چرخه شارژ/شارژ مجدد وجود ندارد.