{"id":21066355,"date":"2022-10-18T19:06:59","date_gmt":"2022-10-18T17:06:59","guid":{"rendered":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/?p=21066355"},"modified":"2022-10-18T19:09:12","modified_gmt":"2022-10-18T17:09:12","slug":"obecavajuci-potencijal-novog-materijala-za-primjenu-u-litij-ionskim-baterijama","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/clanak\/obecavajuci-potencijal-novog-materijala-za-primjenu-u-litij-ionskim-baterijama\/","title":{"rendered":"Obe\u0107avaju\u0107i potencijal novog materijala za primjenu u litij-ionskim baterijama"},"content":{"rendered":"\n

Tim predvo\u0111en istra\u017eiva\u010dima s Instituta Ru\u0111er Bo\u0161kovi\u0107 (IRB) razvio je novi materijal pobolj\u0161anih svojstava za primjenu u litij-ionskim baterijama. Novi materijal razvijen je na bazi silicija, a karakterizira ga porozna struktura koja mu omogu\u0107ava bolju izmjenu naboja, a unaprije\u0111ena je i vodljivost materijala te kapacitet. Rezultati istra\u017eivanja va\u017eni su u daljnjem razvoju anodnih materijala za litij-ionske baterije, a objavljeni su u \u010dasopisu Journal of Electroanalytical Chemistry<\/em><\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Novi anodni materijal razvila je doktorandica Matea Rai\u0107 u Laboratoriju za molekulsku fiziku i sinteze novih materijala IRB-a pod mentorstvom dr. sc. Mile Ivande, te uz pomo\u0107 dr. sc. Lare Mikac pri sintezi. Ispitan je u elektrokemijskoj \u0107eliji za testiranje galvanskih \u010dlanaka koja je dizajnirana i napravljena upravo u ovom laboratoriju, koji je dio Centra izvrsnosti za napredne materijale i senzore (CEMS). Istra\u017eivanju su jo\u0161 doprinijeli znanstvenici iz CEMS-a, dr.sc. Marijan Goti\u0107, dr.sc. Nikola Baran i dr.sc. Marko \u0160krabi\u0107.<\/p>\n\n\n\n

‘Pove\u0107ali smo vodljivost materijala’<\/h2>\n\n\n\n

S obzirom na sve ve\u0107u integraciju obnovljivih izvora, pove\u0107avaju se potrebe za pohranom energije u elektroenergetskom sustavu. Tehnolo\u0161ki napredak i pad cijena baterija, prije svega zbog velikog zamaha elektri\u010dnih vozila, \u010dine baterijske spremnike sve prihvatljivijem rje\u0161enjem za pru\u017eanje usluge regulacije elektroenergetskog sustava. Konkretno, od 2012. godine cijena Li-ionskih baterija pala je vi\u0161e od 75 posto.<\/p>\n\n\n\n

Stru\u010dnjaci procjenjuju da \u0107e tr\u017ei\u0161te baterija do 2028. godine biti vrijedno preko 30 milijardi eura, od kojih \u0107e i dalje najve\u0107i udio na tr\u017ei\u0161tu imati litij-ionske baterije s rastom od 8,5 do 9,4 posto tijekom predvi\u0111enog razdoblja.<\/p>\n\n\n\n

Naime, konvencionalne baterije koje koriste grafitne anode imaju brojne nedostatke, od malih kapaciteta, skladi\u0161tenja i visoke cijene. Kori\u0161tenjem silicija smanjuje se tro\u0161ak po kilovat satu, osim toga velika prednost silicija je i njegova prirodna rasprostranjenost. Silicijske anode mogu se pripremiti u razli\u010ditim formama s ciljem smanjenja te\u017eine baterijskih spremnika. Povrh toga, sa sigurnosnog aspekta silicijske anode su primjenjivije jer je radni potencijal elektrode pozitivniji od grafitne elektrode te je manja vjerojatnost od pojave kratkog spoja. Iz toga razloga, u posljednjih nekoliko godina u svijetu je izgra\u0111eno je nekoliko tvornica koje proizvode Li-ionske baterije s anodom na bazi silicija.<\/p>\n\n\n\n

”Silicij se pokazao kao anodni materijal nove generacije jer posti\u017ee specifi\u010dne kapacitete deset puta ve\u0107e od konvencionalne grafitne anode. Naime, specifi\u010dni kapacitet odre\u0111enog materijala ozna\u010dava ukupnu koli\u010dinu naboja koju neki materijal mo\u017ee primiti po masi aktivnog materijala i izra\u010dunava se teorijskim modelom. Za silicij taj teorijski model predvi\u0111a energetski kapacitet od 4200 miliamper-sati po gramu,” obja\u0161njava doktorandica Matea Rai\u0107, prva autorica na radu.<\/p>\n\n\n\n

Novi anodni materijal koji je razvijen u Laboratoriju za molekulsku fiziku i sinteze novih materijala na IRB-u postigao je kapacitet vrlo blizu ovom teorijskom kapacitetu.<\/p>\n\n\n\n

”Na\u0161 tim je uspio eksperimentalno posti\u0107i kapacitet od 3333 miliamper-sati po gramu, \u0161to zna\u010di da se postignut rezultat pribli\u017eio teorijskoj vrijednosti i to za silicij koji je zapravo jedini materijal koji mo\u017ee dati najve\u0107i kapacitet litij-ionskim baterijama<\/a>,” navodi dr. sc.\u00a0Mile Ivanda<\/strong>, voditelj laboratorija.<\/p>\n\n\n\n

”Pripravljeni materijal ima poroznu strukturu, \u0161to omogu\u0107uje bolju izmjenu naboja, a dodatno je unaprije\u0111en depozicijom nano\u010destica srebra kojima smo pove\u0107ali vodljivost samog materijala u svrhu postizanja ve\u0107eg kapaciteta. U na\u0161im daljnjim istra\u017eivanjima poku\u0161at \u0107emo dodatno optimizirati elektrodu i posti\u0107i ve\u0107i broj ciklusa punjenja i pra\u017enjenja,” zaklju\u010duje doktorandica Matea Rai\u0107<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Matea Rai\u0107 je doktorandica na projektu ‘Hibridne silicijeve nanostrukture za senzoriku’ kojeg financira <\/em>Hrvatska zaklada za znanost i na projektu Centra izvrsnosti za napredne materijale i senzore, istra\u017eiva\u010dka jedinica ‘Novi funkcionalni materijali’ koji je sufinanciran sredstvima Europskog fonda za regionalni razvoj – Operativni program za konkurentnost i koheziju (KK.01.1.1.01.0001) kojeg vodi dr. sc. Mile Ivanda.<\/p>\n\n\n\n

Izvor: IRB<\/a><\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Tim predvo\u0111en istra\u017eiva\u010dima s Instituta Ru\u0111er Bo\u0161kovi\u0107 (IRB) razvio je novi materijal pobolj\u0161anih svojstava za primjenu u litij-ionskim baterijama. Novi materijal razvijen je na bazi silicija, a karakterizira ga porozna struktura koja mu omogu\u0107ava bolju izmjenu naboja, a unaprije\u0111ena je i vodljivost materijala te kapacitet. Rezultati istra\u017eivanja va\u017eni su u daljnjem razvoju anodnih materijala za […]<\/p>\n","protected":false},"author":10022,"featured_media":21066356,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_lmt_disableupdate":"","_lmt_disable":"","footnotes":""},"categories":[16324],"tags":[22961,17282,22722,16988],"class_list":["post-21066355","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tehnologija","tag-institut-ruder-boskovic","tag-irb","tag-litij-ionske-baterije","tag-materijal"],"modified_by":null,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21066355","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10022"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21066355"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21066355\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":21066358,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21066355\/revisions\/21066358"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media\/21066356"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21066355"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21066355"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21066355"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}