Znanstvenici u Njemačkoj upravo su predstavili novu klasu silicijskih anoda na bazi vlakana koje bi mogle povećati gustoću energije litij-ionskih (Li-ion) baterija do 250 posto. Tehnologija, razvijena u Centru za istraživanje solarne energije i vodika Baden-Württemberg (ZSW), ima potencijal preoblikovati performanse baterija za električna vozila, potrošačku elektroniku i pohranu obnovljive energije.
Poznat kao FACILE, projekt također okuplja regionalne partnere, uključujući ISC Konstanz, Phoenix NonWoven GmbH & Co. KG i tvrtku za strojarstvo Centrotherm International AG. Konvencionalne litij-ionske ćelije obično koriste grafit u anodama, negativnu elektrodu baterije. No grafit, koji je kristalni oblik ugljika, može pohraniti samo oko 370 miliamper-sati (mAh) litija po gramu. Silicij (Si) teoretski može držati do 4200 mAh po gramu. S obzirom na to da silicij i grafit koštaju otprilike isto, silicij nudi obećavajuće rješenje za pristupačne, visokoenergetske baterije. Međutim, kada silicij apsorbira litij, širi se do 300 posto. Ovo širenje uzrokuje pucanje, delaminaciju slojeva i brzi kvar baterije. Tijekom proteklog desetljeća istraživači su isprobali nanostrukture, tanke filmove i kompozitne mješavine, ali skaliranje ovih pristupa za masovnu proizvodnju i dalje predstavlja izazov.
Kako bi riješili problem, njemački istraživači dizajnirali su silicijske anode na fleksibilnim, električno vodljivim vlaknima umjesto da materijal nanose na krute metalne folije. Cilj znanstvenika je postići praktični kapacitet od najmanje 1000 mAh po gramu, što bi povećalo stvarnu gustoću energije anode za najmanje 250 posto. Tim je već počeo integrirati nove anode u male testne ćelije kako bi procijenio njihove performanse. Sljedeća faza uključivat će analizu, usavršavanje i povećanje proizvodnih procesa za proizvodnju velikih baterijskih ćelija poput onih koje se koriste za napajanje električnih vozila.
Znanstvenici su sigurni da bi silicijske anode na bazi vlakana mogle omogućiti lakše baterije, dulji domet vožnje i održiviju proizvodnju. Također vjeruju da bi tehnologija mogla ojačati poziciju Njemačke u inovacijama baterija sljedeće generacije.
