Isang bagong uri ngbaterya para sa mga de-kuryenteng sasakyanmaaaring mabuhay nang mas matagal sa matinding init at lamig na temperatura, ayon sa isang kamakailang pag-aaral.

Sinasabi ng mga siyentipiko na ang mga baterya ay magbibigay-daan sa mga EV na bumiyahe nang mas malayo sa isang beses lang na karga sa malamig na temperatura – at hindi sila gaanong madaling mag-overheat sa mainit na klima.

Magreresulta ito sa mas madalang na pag-charge para sa mga EV driver at magbibigay din ngmga bateryamas mahabang buhay.

Ang pangkat ng mga mananaliksik na Amerikano ay lumikha ng isang bagong substansiya na mas lumalaban sa matinding temperatura sa kemikal at idinaragdag sa mga bateryang lithium na may mataas na enerhiya.

"Kailangan mo ng operasyon na may mataas na temperatura sa mga lugar kung saan ang temperatura ng paligid ay maaaring umabot sa triple digits at mas umiinit pa ang mga kalsada," sabi ng senior author na si Professor Zheng Chen ng University of California-San Diego.

"Sa mga de-kuryenteng sasakyan, ang mga baterya ay karaniwang nasa ilalim ng sahig, malapit sa mga mainit na kalsadang ito. Gayundin, umiinit ang mga baterya dahil sa pagkakaroon ng kuryenteng dumadaloy habang ginagamit."

"Kung hindi kayang tiisin ng mga baterya ang pag-init na ito sa mataas na temperatura, mabilis na bababa ang kanilang pagganap."

Sa isang papel na inilathala noong Lunes sa journal na Proceedings of the National Academy of Sciences, inilarawan ng mga mananaliksik kung paano sa mga pagsubok, napanatili ng mga baterya ang 87.5 porsyento at 115.9 porsyento ng kanilang kapasidad ng enerhiya sa –40 Celsius (–104 Fahrenheit) at 50 Celsius (122 Fahrenheit) ayon sa pagkakabanggit.

Mayroon din silang mataas na Coulombic efficiency na 98.2 porsyento at 98.7 porsyento ayon sa pagkakabanggit, ibig sabihin ang mga baterya ay maaaring dumaan sa mas maraming charging cycle bago sila tumigil sa paggana.

Ito ay dahil sa isang electrolyte na gawa sa lithium salt at dibutyl ether, isang walang kulay na likido na ginagamit sa ilang pagmamanupaktura tulad ng mga parmasyutiko at pestisidyo.

Nakakatulong ang dibutyl ether dahil ang mga molekula nito ay hindi madaling makipagsabayan sa mga lithium ion habang tumatakbo ang baterya at nagpapabuti sa performance nito kahit sa temperaturang sub-zero.

Dagdag pa rito, ang dibutyl ether ay madaling makatiis sa init sa kumukulong punto nito na 141 Celsius (285.8 Fahrenheit) ibig sabihin ay nananatiling likido ito sa mataas na temperatura.

Ang nagpapatangi sa electrolyte na ito ay maaari itong gamitin kasama ng isang lithium-sulfur na baterya, na maaaring i-recharge at may anode na gawa sa lithium at cathode na gawa sa sulfur.

Ang mga anode at cathode ay ang mga bahagi ng baterya kung saan dumadaan ang kuryente.

Ang mga bateryang lithium-sulfur ay isang mahalagang susunod na hakbang sa mga bateryang EV dahil maaari silang mag-imbak ng hanggang dalawang beses na mas maraming enerhiya bawat kilo kaysa sa mga kasalukuyang bateryang lithium-ion.

Maaari nitong doblehin ang saklaw ng mga EV nang hindi pinapataas ang bigat ngbateryamag-empake habang pinapanatiling mababa ang mga gastos.

Mas sagana rin ang asupre at nagdudulot ng mas kaunting pagdurusa sa kapaligiran at tao sa pinagmulan kumpara sa cobalt, na ginagamit sa mga tradisyonal na cathode ng baterya ng lithium-ion.

Kadalasan, may problema sa mga bateryang lithium-sulfur – ang mga sulfur cathode ay sobrang reaktibo kaya natutunaw ang mga ito kapag tumatakbo ang baterya at lumalala ito sa mas mataas na temperatura.

At ang mga lithium metal anode ay maaaring bumuo ng mga istrukturang parang karayom ​​na tinatawag na dendrite na maaaring tumusok sa mga bahagi ng baterya dahil sa short-circuit nito.

Bilang resulta, ang mga bateryang ito ay tumatagal lamang ng hanggang sampu-sampung cycle.

Ang dibutyl ether electrolyte na binuo ng pangkat ng UC-San Diego ay nag-aayos ng mga problemang ito, kahit na sa matinding temperatura.

Ang mga bateryang kanilang sinubukan ay may mas mahabang cycle life kumpara sa isang karaniwang lithium-sulfur na baterya.

"Kung gusto mo ng baterya na may mataas na densidad ng enerhiya, karaniwan mong kailangan gumamit ng napakahirap at kumplikadong kimika," sabi ni Chen.

"Ang mataas na enerhiya ay nangangahulugan ng mas maraming reaksyon na nangyayari, na nangangahulugan ng mas kaunting katatagan, mas maraming pagkasira."

"Ang paggawa ng isang bateryang may mataas na enerhiya na matatag ay isang mahirap na gawain mismo – ang pagsisikap na gawin ito sa pamamagitan ng malawak na saklaw ng temperatura ay mas mahirap pa."

"Ang aming electrolyte ay nakakatulong na mapabuti ang parehong cathode side at anode side habang nagbibigay ng mataas na conductivity at interfacial stability."

Ginawa rin ng pangkat ang disenyo ng sulfur cathode upang maging mas matatag sa pamamagitan ng pagdugtong nito sa isang polimer. Pinipigilan nito ang mas maraming sulfur na matunaw sa electrolyte.

Kasama sa mga susunod na hakbang ang pagpapalawak ng kemistri ng baterya upang gumana ito sa mas mataas pang temperatura at lalong pahabain ang buhay ng ikot.