Mówi: | dr Amgad Rezk |
Funkcja: | adiunkt w Instytucie Inżynierii Chemicznej |
Firma: | Royal Melbourne Institute of Technology |
Australijscy naukowcy pracują nad wydłużeniem żywotności baterii w smartfonach. Będzie można je użytkować nawet trzy razy dłużej
Ogniwa litowo-jonowe mogą być w urządzeniach mobilnych zastąpione znanym od nieco ponad dekady materiałem MXene. Naukowcy z Melbourne pracują nad technologią, która pomoże usuwać z takiej baterii warstwę rdzy tworzącą się w trakcie użytkowania telefonu. Dzięki temu jej żywotność może być nawet trzykrotnie dłuższa niż dzisiaj. Zdaniem naukowców to znacznie korzystniejszy ze względów środowiskowych i finansowych sposób niż recykling baterii. Liczą na to, że technologią zainteresują się producenci elektroniki i już za kilka lat idea zamieni się w produkt rynkowy.
MXene jest dwuwymiarowym materiałem o strukturze kryształu, odkrytym w 2011 roku. Składa się z metalu i materiału węglowego. Jego struktura może być zarówno jednowarstwowa, jak i wielowarstwowa, a do tego cechuje się właściwościami określanymi jako pośrednie między metalami a materiałami ceramicznymi. Początkowo materiał był badany zwłaszcza pod kątem zastosowań biobójczych, fotokatalitycznych i przeciwnowotworowych, ale możliwości jest znacznie więcej.
– Jest to bardzo mocny materiał, a także silnie przewodzący. Poza tym nadaje się do produkcji masowej. Wraz ze współpracownikami rozpatrywaliśmy ten materiał jako dobry zamiennik baterii litowo-jonowych. W ich przypadku problematyczne są kwestie związane z wydobyciem litu i jego bezpieczeństwem ze względu na jego reaktywność. MXene ma wiele zastosowań, a jednym z nich jest potencjalne zastąpienie baterii lub wykorzystanie go jako składnik baterii – wyjaśnia w wywiadzie dla agencji Newseria Innowacje dr Amgad Rezk, adiunkt w Instytucie Inżynierii Chemicznej Royal Melbourne Institute of Technology.
Samo zastosowanie nowego materiału do budowy baterii nie rozwiąże jednak problemów ich stosunkowo krótkiej żywotności.
– MXene można wytworzyć bardzo łatwo i to samo dotyczy jego produkcji na dużą skalę. Problemem z tym materiałem, podobnie jak z litem, jest ich nietrwałość. Działanie baterii opiera się na powtarzającym się ładowaniu i rozładowywaniu. Za każdym razem ten proces nie jest w stu procentach odwracalny. Materiał nie wraca do stanu pierwotnego, co prowadzi do nagromadzenia się warstwy rdzy czy tlenku, co zawsze było i jest problemem w przypadku baterii – mówi dr Amgad Rezk.
To właśnie ten proces korozji sprawia, że baterie użytkujemy średnio dwa–trzy lata. Nie ma bowiem skutecznej metody na usuwanie warstwy tlenku.
– Jeśli rower zacznie rdzewieć, można użyć płynu antykorozyjnego, aby usunąć rdzę chemicznie, albo wyczyścić ją mechanicznie. Na małą skalę zminiaturyzowanych urządzeń nie ma jednak takiej możliwości, ponieważ materiał jest zbyt cienki. Jeśli użyjemy chemikaliów do usunięcia rdzy, nic z niego nie zostanie, a metoda mechaniczna nie sprawdzi się, ponieważ elementy są zbyt małe. W naszym laboratorium od ponad 15 lat pracujemy nad platformą bazującą na powierzchniowych falach akustycznych, czyli drganiach wysokiej częstotliwości mierzonych w megahercach – bardzo szybkich, ale niesłyszalnych – mówi adiunkt w Instytucie Inżynierii Chemicznej Royal Melbourne Institute of Technology.
W czasie badań okazało się, że poddanie utlenionych warstw MXene na zaledwie jedną minutę drganiom elektromechanicznym o częstotliwości 10 MHz prowadzi do znacznego usunięcia powierzchniowej warstwy tlenku, a materiał zachowuje przy tym swoją strukturę i właściwości. W praktyce taka technologia pozwoliłaby użytkować baterię nawet przez dziewięć lat.
– Odkryliśmy, że dzięki zastosowaniu fal dźwiękowych możemy wprawiać w drgania zawartość baterii, aby pozbyć się warstwy tlenku (rdzy), a wtedy będziemy mogli odzyskać właściwości elektryczne baterii, odmłodzić je, aby przywrócić je do stanu pierwotnego. Nie można tego robić w nieskończoność, ale trzykrotne wykorzystanie części elektrycznych zbudowanych z badanego przez nas materiału MXene baterii jest możliwe – informuje dr Amgad Rezk.
Publikacja na ten temat znalazła się w czasopiśmie „Nature Communications”.
To może być lepsze kosztowo i środowiskowo rozwiązanie niż recykling baterii. Jak podkreśla naukowiec z RMIT University, w Australii tylko 10 proc. baterii z tego typu urządzeń trafia do ponownego przetworzenia, czyli pozostałe 90 proc. stanowi zagrożenie dla środowiska. Do tego wyzwaniem jest także wysoki koszt recyklingu litu i innych materiałów składowych w bateriach.
– Jesteśmy nadal na wczesnym etapie badawczym, na jego temat opublikowaliśmy artykuł w bardzo prestiżowym czasopiśmie „Nature Communications”. Dążymy do nawiązania współpracy z branżą i producentami w sektorze baterii lub innych obszarach związanych z nanomateriałami, ponieważ nasze rozwiązanie jest platformą, która nie występuje pod określoną marką. Nie spodziewamy się, że z dnia na dzień stanie się ona produktem, ale być może będzie to możliwe za dwa–trzy lata, jeśli uda się współpraca z sektorem – mówi dr Amgad Rezk.
Naukowcy liczą, że zainteresowanie ze strony branży się pojawi, ponieważ właściwości baterii są dziś jednym z kluczowych kryteriów wyboru smartfona – od nich bowiem zależy wydajność urządzenia. Pojawia się zresztą coraz więcej wymogów w tym zakresie. W tym roku ma wejść w życie unijne prawo bateryjne, które zakłada, że baterie w urządzeniach elektrycznych i elektronicznych mają pochodzić z recyklingu, być łatwo wymienialne oraz mieć paszport w formie kodu QR, po którego zeskanowaniu będzie można sprawdzić m.in. producenta i datę produkcji, skład chemiczny baterii czy jej szacowaną żywotność.
Czytaj także
- 2025-07-08: Rynek gier mobilnych w Polsce może być wart prawie 0,5 mld dol. do 2030 roku. Za tym idzie rozwój smartfonów dla graczy
- 2025-06-25: Polskie przedsiębiorstwa otwarte na transformację w kierunku gospodarki obiegu zamkniętego. Nowa mapa drogowa mogłaby w tym pomóc
- 2025-06-17: Anna Powierza: Nie lubię kupować nowych rzeczy. Śpię w pościeli po mojej babci i używam ręczników po mojej mamie
- 2025-07-16: Dorota Gardias: Do sklepu czy na działkę najczęściej jeżdżę rowerem. W drodze do pracy ciężko byłoby mi utrzymać fryzurę, a przed kamerą muszę dobrze wyglądać
- 2025-07-15: Dostawy elektrykiem w centrum Warszawy. DACHSER wprowadził do Polski swój bezemisyjny program
- 2025-04-30: Zielona transformacja wiąże się z dodatkowymi kosztami. Mimo to firmy traktują ją jako szansę dla siebie i Europy
- 2025-05-30: UE dąży do większej samodzielności w dostępie do surowców krytycznych. Częściowo pozyska je z recyklingu baterii
- 2025-04-15: Cykl życia smartfona jest coraz dłuższy. Mimo to większość Polaków chciałaby go wymieniać maksymalnie co dwa lata
- 2025-04-24: Krzysztof Skórzyński: Lubimy mówić, że dbamy o środowisko i dajemy rzeczom drugie życie. A potem idziemy do galerii i kupujemy nowe ubrania
- 2025-05-12: Klaudia Zioberczyk: Doszłam już do takiego momentu, że jak wchodzę do sklepu, to mówię: wcale tego nie potrzebuję. Teraz stawiam na jakość, a nie na ilość
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Edukacja

60 proc. młodych Europejczyków jest optymistycznie nastawionych do przyszłości UE. Chcą mieć udział w kształtowaniu jej polityk
Tegoroczny Eurobarometr wskazuje, że sześciu na 10 młodych Europejczyków jest optymistycznie nastawionych do przyszłości UE i uważa, że ich kraje korzystają z obecności w Unii. Doceniają przede wszystkim swobodę podróżowania bez granic i paszportów. Jednocześnie deklarują chęć większego wpływu na kierunek, w którym rozwijana jest wspólnota, i wskazują na nowe wyzwania, przed którymi stoi ich pokolenie i którymi UE powinna się zająć.
Konsument
Branża pomp ciepła w Polsce odczuwa konsekwencje dezinformacji. Krążące mity zniechęcają do tej technologii

Przedstawiciele branży pomp ciepła biją na alarm: mity i dezinformacja krążące w przestrzeni publicznej, brak wystarczającego wsparcia informacyjnego rządu i nieprawidłowości w działalności nieuczciwych firm w poprzedniej edycji programu Czyste Powietrze – to główne przyczyny pogorszenia wizerunku tej technologii. Branża walczy z dezinformacją i stara się wzmacniać świadomość społeczną w zakresie ekologicznych i ekonomicznych korzyści z instalacji pomp ciepła. Jednocześnie podkreśla potrzebę kompleksowych działań ze wsparciem rządu.
Handel
W UE trwa dyskusja o większej kontroli przesyłek e-commerce o wartości poniżej 150 euro. Zwolnienie z cła jest nadużywane

Do Europy w ubiegłym roku trafiło ok. 4,5 mld przesyłek e-commerce o niskiej wartości, czyli poniżej progu 150 euro, który zwalnia z cła. To dwa razy więcej niż w 2023 roku. W 65 proc. przypadków wartość przesyłki jest zaniżana właśnie z uwagi na politykę celną, co zdaniem instytucji unijnych jest naruszeniem uczciwej konkurencji. W dodatku wiele z tych produktów nie spełnia norm bezpieczeństwa czy norm środowiskowych wymaganych w Europie. Dlatego trwa dyskusja nad tym, jak zwiększyć kontrolę nad wpływającymi z zagranicy paczkami.
Partner serwisu
Szkolenia

Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.