Enerģijas uzkrāšana — vajadzība pēc labākiem akumulatoriem

Akumulatoros izmanto elektroķīmiskās reakcijas, lai uzglabātu elektroenerģiju vēlākai izmantošanai. Tos izgatavo no diviem elektrodiem – negatīvās spailes (katoda), pozitīvās spailes (anoda) – un elektrolīta.

Salīdzinājumā ar šķidro fosilo kurināmo akumulatoros uzglabā mazāk enerģijas tādā pašā materiāla svarā vai tilpumā. Līdztekus izmaksām, izejvielu pieejamībai un salīdzinoši lēnajam uzlādes līmenim šīs ir vien dažas no galvenajām problēmām, ar kādām pašlaik saskaras akumulatoru tehnoloģijas izstrādātāji.

Litija jonu akumulatori pašlaik ir pamata izvēle elektroenerģijas uzkrāšanai. Tos izmanto dažādās ierīcēs, tostarp mobilajā elektronikā un elektrotransportlīdzekļos. Akumulatoru turpmākai izmantošanai šajās ierīcēs būs vajadzīga lielāka uzglabāšanas jauda un ātrāks uzlādes ātrums, kā arī zemākas izmaksas.

Nanomateriāli var palīdzēt izstrādāt labākus akumulatorus, nodrošinot labākus katodu un anodu materiālus. Nanomateriālu, piemēram, grafēna, lielais virsmas laukums palīdz palielināt saskari starp katodiem, anodiem un elektrolītu, ļaujot ātrāk uzlādēt akumulatorus.

Lai izstrādātu jaudīgus un izturīgus elektrodus ar augstu mehānisko integritāti, vienlaikus saglabājot to elastību, var izmantot oglekļa nanocaurules. Zinātnieki arī izmanto nanomateriālus, lai samazinātu akumulatoru nolietošanos un nodrošinātu, ka tie saglabā savu jaudu pēc daudziem uzlādes cikliem.

Nanomateriāli var arī palīdzēt padarīt ekonomiski un tehniski dzīvotspējīgas akumulatoru tehnoloģijas, kas nav litija jonu baterijas. Akumulatoru tehnoloģijas ir atkarīgas no izejvielu plašas pieejamības, un tāpēc nātrija jonu baterijas varētu būt piemērots aizstājējs, jo nātrijs ir plašāk pieejams nekā litijs.