Hva er et Silicon Anode?

October 18  by Eliza

Batterier har tre bestemte deler, og hvorav den ene er anode. Det er i dette området at de elektroner, som gir kraft til elektriske innretninger, er bygget opp. Fra 2011 er grafittanodene mest brukte i litiumbatterier. En silisium anode har den teoretiske evne til å produsere opp til 10 ganger mengden av energi fra et tradisjonelt grafittanode. Et stort problem er at silisium anode brytes ned lett, noe som reduserer mengden av energi som genereres og gjør batteriet ustabil; Dette er grunnen til at silisium anode ikke har blitt populært brukt.

Hvert batteri, fra en liten AA til store generatorer batterier, består av tre deler: en katode, elektrolytt og anode. Anoden er negativt ladet, og er der elektronene bygge opp. Som naturen tilsier, elektronene er tvunget til å reise til en positiv ladning, som er produsert av katoden. Elektrolytten laget holder elektronene fra å gå direkte inn i katoden og i stedet tvinger energi til å bevege seg gjennom den elektriske enheten, slå enheten på og gjøre det arbeidet, før du stopper ved katoden. Det er denne prosessen som gjør hvert batteri funksjon.

I litiumbatterier, som bruker litium som hovedstrømkilden, har grafitt blitt brukt som anode, fordi den kan produsere store mengder energi, og er slitesterkt nok for konstant bruk. Mens strømmen i grafitt er høy sammenlignet med andre kilder, er det begrenset til mengden av strøm silisium kan produsere. Silisium, når kombinert med litium, kan produsere opp til 10 ganger så mye energi, som ville tillate bærbare enheter og elektriske biler til å kjøre for lengre mengder tid uten å måtte bytte eller lade batteriet.

Problemet med å bruke en silikon anode er at silisium har lav slitestyrke. Når elektronene frembringes av og rase gjennom silisium anoden, viser silisium tegn på slitasje og misdannelse. Når silisium deformeres, er det ikke i stand til å holde en vanlig ladning og energi beløp degraderes. Dette betyr at silisium har en mye kortere levetid sammenlignet med grafittanode, selv om det kan holde en høyere kostnad.

For å omgå dette problemet, er forskerne ved hjelp av silisium nanotråder for silisium anode. Den nanowire er i stand til å tåle energi uten nedverdigende. Denne type anode har vist seg ikke å sprekke eller brekke, noe som gjør det til en levedyktig energikilde for disse batteriene.