อิเล็กโทรไลต์ไม้สำหรับแบตเตอรี่มีค่าการนำไฟฟ้าบันทึก

ไม้สามารถใช้แทนอิเล็กโทรไลต์เหลวในแบตเตอรี่ได้
(ภาพถ่าย: CC0 โดเมนสาธารณะ)

แบตเตอรี่ลิเธียมสมัยใหม่มักใช้อิเล็กโทรไลต์เหลวเพื่อถ่ายเทไอออนระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสอง แต่ นักวิทยาศาสตร์ที่กำลังศึกษาทางเลือกอิเล็กโทรไลต์แบบโซลิดสเตตกำลังมองเห็นความเป็นไปได้ที่น่าตื่นเต้นในสถานที่ที่ไม่ปกติ และ นักวิจัยใช้เซลลูโลสที่ได้จากไม้เป็นพื้นฐานสำหรับอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งเหล่านี้ มีความบางเหมือนกระดาษสามารถงอและหดตัวเพื่อดูดซับแรงดันไฟขณะชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่ )

ข้อเสียของอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมในปัจจุบันคือมีของเหลวระเหยง่ายซึ่งเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้ในกรณีที่ไฟฟ้าลัดวงจร นอกจากนี้ยังมีลักษณะการก่อตัวของสิ่งที่เรียกว่า เดนไดรต์ – หนวดคล้ายกับหนวดที่ลดผลผลิตและเสี่ยงต่อการแตกหักและไฟฟ้าลัดวงจร หมายเหตุ NewAtlas

หนึ่งในความเป็นไปได้ใหม่คือการใช้อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง ซึ่งแบตเตอรี่สามารถทำงานกับขั้วบวกที่ทำจากโลหะลิเธียมบริสุทธิ์ ซึ่งจะช่วยเอาชนะ “คอขวด” ในแง่ของความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่และทำให้รถยนต์ไฟฟ้าและเครื่องบินเดินทางได้นานขึ้นโดยไม่ต้องชาร์จใหม่

อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งจำนวนมากทำจากวัสดุเซรามิก . พวกเขามีประสิทธิภาพในการนำไอออน แต่ไม่ทนต่อแรงดันไฟฟ้าเช่นกันในระหว่างการชาร์จและการคายประจุเนื่องจากความเปราะบาง นักวิทยาศาสตร์จาก
Brown University และ University of Maryland ได้มองหาทางเลือกอื่นโดยใช้เซลลูโลสนาโนไฟเบอร์ซึ่งมีอยู่ในไม้

องค์ประกอบของไม้รวมกับทองแดงเพื่อสร้างตัวนำที่แข็งซึ่งมีการนำไฟฟ้าคล้ายกับเซรามิก
และดีกว่าตัวนำพอลิเมอร์ไอออนอื่นๆ 10 ถึง 100 เท่า ทีมงานกล่าวว่าการเพิ่มทองแดงจะสร้างช่องว่างระหว่างสายโซ่โพลีเมอร์เซลลูโลสเพื่อสร้าง “ทางหลวงไอออนิก” ซึ่งช่วยให้ไอออนลิเธียมเดินทางได้อย่างมีประสิทธิภาพ

” เหลียงปิน หู ผู้เขียนการศึกษากล่าวเสริมว่า “เราได้แสดงให้เห็นว่าเซลลูโลสซึ่งปกติจะแยกไอออน สามารถขนส่งลิเธียมไอออนในสายโซ่โพลีเมอร์ได้เร็วกว่า” “อันที่จริง เราพบว่าตัวนำไอออนิกนี้มีค่าการนำไฟฟ้าที่สูงเป็นประวัติการณ์ในบรรดาอิเล็กโทรไลต์โพลีเมอร์ที่เป็นของแข็งทั้งหมด”

และเนื่องจากวัสดุนั้นบางและยืดหยุ่นได้ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า ทนต่อแรงดันไฟฟ้าได้ดีขึ้นเมื่อ

ชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่ นักวิจัยอ้างว่าความเสถียรทางไฟฟ้าเคมีของวัสดุช่วยให้สามารถใช้ขั้วบวกโลหะลิเธียมและแคโทดไฟฟ้าแรงสูงได้ และวัสดุดังกล่าวยังสามารถทำหน้าที่เป็นสารยึดเกาะซึ่งครอบคลุมแคโทดที่มีความหนามากเป็นพิเศษในแบตเตอรี่พลังงานสูง

มีข้อดีอีกอย่างคือ การใช้วัสดุที่ธรรมชาติให้มาอย่างมากมายจะช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยรวมของการผลิตแบตเตอรี่ได้ นักวิทยาศาสตร์เน้นย้ำ