Shkencetaret kane zbuluar baterine qe karikohet ne pak minuta

Sekreti i baterisë të telefonave që karikohet brenda pak minutash mund të jetë zbuluar nga një grup shkencëtarësh nga Universiteti i Kembrixhit.  

Hulumtuesit kanë zbuluar një kategori krejt të re të materialeve që lejon bateritë të ngarkohen me kapacitetin e tyre të plotë në vetëm disa minuta. Materialet, të njohura si oksidi tungsten niobium, ofrojnë rezistencë shumë më të vogël brenda baterisë, gjë që lejon grimcat e ngarkuara pozitivisht të udhëtojnë qindra herë më shpejt sesa ato përmes materialeve tipike të elektrodave qeramike. Më mirë akoma, shkencëtarët thonë se oksidet e niobit të tungstenit janë të lirë për t'u ndërtuar dhe nuk kërkojnë ndonjë kimikat shtesë ose tretës nga prodhimi tipik i baterive. Megjithëse materialet e reja të baterisë janë ende një mënyrë për të qenë në dispozicion në smartphonët më të fundit, hulumtuesit sugjeruan se teknika e re mund të formojë bazën e një brezi të ri të baterive që nuk kanë nevojë të lihen gjatë natës për t'u ngarkuar.

Në mënyrë që një bateri të karikohet, grimcat e ngarkuara pozitivisht, të njohura si jonet e litiumit, duhet të rrjedhin në fundin negativ të baterisë. Materiali i përdorur për të ndërtuar qelizën e baterisë është një faktor vendimtar kur përcaktohet shpejtësia që një bateri do të jetë në gjendje të karikojë. Oksidet e tungstenit të niobiumit, të cilat u zbuluan së pari nga shkencëtarët në vitin 1965, ofrojnë rezistencë shumë më të vogël dhe mund të zvogëlojnë në masë të madhe kohën që duhet për grimcat e çdo destinacioni, duke përshpejtuar procesin e ngarkimit. Kjo është për shkak të strukturës së tyre më të hapur kristalore. "Oksidet e tungstenit të niobit janë krejtësisht të ndryshme," tha Kent Griffith, autori kryesor i studimit, të botuar në revistën Nature. 'Oksidet mbahen nga "shtylla" të oksigjenit, që i mundëson joneve të litiumit të lëvizin përmes tyre në tre dimensione.'Shtyllat e oksigjenit ose qarqet i bëjnë këto materiale më të ngurtë se sa komponimet e tjera të baterive, kështu që plus strukturat e tyre të hapura, do të thotë që më shumë jonet e litiumit mund të lëvizin nëpër to dhe shumë më shpejt se më parë.' 

Prodhimi i baterive më efikase dhe më të mira është një nga sfidat më të spikatura me të cilat përballen inxhinierët dhe shkencëtarët sot. Bateritë aktuale po kufizojnë pajisjet e konsumit si smartphonë, tableta dhe laptopë, si dhe pengon miratimin e gjerë të teknologjive, duke përfshirë automjetet elektrike dhe ruajtjen në rrjet për energjinë diellore. "Ne jemi gjithmonë në kërkim të materialeve me performancë të lartë të baterisë, e cila do të rezultonte në një karikim shumë më të shpejtë dhe mund të ofronte edhe prodhim të lartë të energjisë", tha Dr Griffith. Hulumtuesit përdorën një kombinim të dy teknikave më të fundit për të analizuar performancën e materialit. U përdorën shkallë të fushës së pulsimit (PFG) dhe spektroskopia e rezonancës magnetike bërthamore (NMR), e cila nuk zbatohet lehtësisht në materialet e elektrodës së baterisë. Duke përdorur këto metoda, ata matën lëvizjen e joneve të litiumit nëpërmjet oksideve dhe gjetën se lëvizën shumë më shpejt se materialet ekzistuese. 

Grafit është një material i përdorur zakonisht për elektrodën negative pasi ai pranon jonet pozitiv dhe ka një densitet të lartë të energjisë. Sidoqoftë, ekzistojnë shqetësime të sigurisë rreth kësaj, pasi ajo mund të rezultojë në dështim katastrofik, me zjarret dhe shpërthimet që nuk janë të padëgjuara. Kjo është për shkak se kur ngarkohet me ritme të larta, grafiti mund të formojë fibra metalike të litiumit të njohur si dendrite, të cilat mund të krijojnë një qark të shkurtër dhe të shkaktojnë që bateritë të marrin flakë dhe ndoshta në disa raste të tjera edhe të shpërthejnë. "Në aplikime të nivelit të lartë, siguria është një shqetësim më i madh se çdo rrethanë tjetër e veprimit", tha Clare Grey, një profesor i kimisë në Kembrixh. 'Këto materiale, dhe potencialisht të tjerë si ata, patjetër do të ishin të vlefshëm për të parë aplikacionet e karikimit të shpejtë, ku është gjithashtu nevoja për një alternativë më të sigurtë ndaj grafit.' 

Më të lexuarat