Nowe materiały do budowy długowiecznych akumulatorów

Technologia wydajnego magazynowania energii pozostaje brakującym ogniwem w dziedzinie nieciągłych źródeł energii. W ramach projektu CONFIES (New concepts in ceramic conducting oxides for improved energy storage devices) badacze przyjrzeli się niekonwencjonalnym materiałom do produkcji akumulatorów zdolnych do magazynowania energii o większej gęstości.

Dzięki szerokiemu zakresowi stechiometrii i struktur krystalicznych, materiały ceramiczne posiadają wysoce pożądane właściwości elektrochemiczne do produkcji akumulatorów litowo-jonowych lub litowo-powietrznych. Naukowcy opracowali nowe tlenki ceramiczne, posługując się nową gałęzią materiałoznawstwa, a mianowicie chemią miękką. Opracowali różne rodziny przewodników litowych, takich jak struktury perowskitu, granaty i materiały na bazie pirochloru.

Za pomocą pomiarów rentgenowskich dyfrakcyjnych naukowcy zoptymalizowali warunki syntezy, aby uzyskać fazy wysokiej czystości o pożądanej strukturze kryształowej. Ponadto zastosowali spektrometrię emisji optycznej z plazmą sprzężoną indukcyjnie w celu zbadania ich składu chemicznego. Analiza mikrostruktury próbki powstała dzięki zastosowaniu skaningowej mikroskopii elektronowej. Kształt i granice ziarna odkryto za sprawą trawienia termicznego. Inne zadania obejmowały pomiary metodą spektroskopii impedancji elektrochemicznej.

Poza akumulatorami do użytku komercyjnego wyniki projektu mają także ważne implikacje dla systemów elektrolizy wysokotemperaturowej, dzięki której możliwe jest magazynowanie energii w postaci wodoru. Wyniki projektu CONFIES rozpowszechniono za pośrednictwem sześciu publikacji, 20 konferencji, pięciu seminariów i warsztatów.