Stocarea energiei – nevoia de baterii mai bune


 

Bateriile folosesc reacții electrochimice pentru a stoca energie electrică ce va fi folosită ulterior. Sunt formate din doi electrozi: un terminal negativ (catodul) și un terminal pozitiv (anodul), împreună cu un electrolit.

Comparativ cu combustibilii fosili lichizi, bateriile stochează cantități mai mici de energie la aceeași greutate sau la același volum de material. Aceasta este una dintre principalele probleme asociate tehnologiei bateriilor în prezent, celelalte fiind costul, disponibilitatea materiilor prime și viteza de reîncărcare relativ mică.

Bateriile litiu-ion constituie în prezent etalonul în domeniul stocării electricității. Acestea se folosesc în dispozitive diverse, cum sunt electronicele mobile și autovehiculele electrice. În viitor, utilizarea bateriilor în aceste dispozitive va necesita capacități mai mari de stocare și viteze de încărcare mai mari, precum și costuri reduse.

Nanomaterialele pot ajuta la proiectarea unor baterii mai bune, asigurând materiale îmbunătățite pentru catozi și anozi. Suprafața mare a unor nanomateriale precum grafenul contribuie la creșterea ariei de contact între catozi, anozi și electrolit, ceea ce face posibilă încărcarea mai rapidă a bateriilor.

Pentru a crea electrozi puternici și durabili, cu integritate mecanică mare, care își păstrează în același timp flexibilitatea, se pot utiliza nanotuburi de carbon. De asemenea, oamenii de știință folosesc nanomateriale în scopul de a reduce uzura din interiorul bateriilor, astfel încât acestea să-și păstreze capacitatea pe durata multor cicluri de încărcare.

Nanomaterialele pot contribui și la crearea altor tehnologii care să fie economice și viabile din punct de vedere tehnic pentru baterii, în afară de bateriile litiu-ion. Tehnologiile folosite la fabricarea bateriilor necesită materii prime din abundență, motiv pentru care bateriile sodiu-ion ar putea fi un înlocuitor potrivit, sodiul fiind disponibil într-o măsură mai mare decât litiul.