Hvad er en siliciumanode?

Batterier leveres med tre specifikke dele, hvoraf den ene er anoden. Det er i dette område elektronerne, der leverer strøm til elektriske apparater, er opbygget. Fra 2011 bruges grafitanoder hyppigt i lithiumbatterier. En siliciumanode har den teoretiske evne til at producere op til 10 gange energimængden i en traditionel grafitanode. Et stort problem er, at siliciumanoden let nedbrydes, hvilket reducerer den producerede energi og gør batteriet ustabilt; dette er grunden til, at siliciumanoden ikke er blevet populært anvendt.

Hvert batteri, fra en lille AA til stor generatorbatteri, har tre dele: katoden, elektrolytten og anoden. Anoden er negativt ladet og det er her elektronerne bygger sig op. Når naturen dikterer, er elektronerne tvunget til at bevæge sig til en positiv ladning, der produceres af katoden. Elektrolytlaget forhindrer elektronerne i at gå direkte ind i katoden og tvinger i stedet energien til at bevæge sig gennem den elektriske enhed, tænde enheden og få den til at fungere, før den stopper ved katoden. Det er denne proces, der får ethvert batterifunktion til.

I litiumbatterier, der bruger litium som deres vigtigste strømkilde, er grafit blevet brugt som anode, fordi den kan producere store mængder energi og er holdbar nok til konstant brug. Selvom effekten i grafit er høj sammenlignet med den fra andre kilder, er den begrænset til den mængde kraft, silicium kan producere. Når silicium kombineres med lithium, kan det producere op til 10 gange mængden af ​​energi, hvilket vil gøre det muligt for bærbare enheder og elektriske biler at køre i længere tid uden at skulle skifte eller oplade batteriet.

Problemet med at bruge en siliciumanode er, at silicium har lav holdbarhed. Når elektronerne produceres af og kører gennem siliciumanoden, viser silicium tegn på slid og deformitet. Når silicium deformeres, er det ikke i stand til at holde en regelmæssig ladning, og energimængden nedbrydes. Dette betyder, at silicium har en meget kortere levetid sammenlignet med grafitanoden, selvom det kan holde en højere ladning.

For at omgå dette problem bruger forskere silicium-nanotråde til siliciumanoden. Nanotråden er i stand til at modstå energien uden at nedbrydes. Det har vist sig, at denne type anode ikke sprækker eller går i stykker, hvilket gør det til en bæredygtig energikilde for disse batterier.