Vad är en kiselanod?

Batterierna har tre specifika delar, varav en är anoden. Det är i detta område som elektronerna, som tillhandahåller ström till elektriska apparater, byggs upp. Från 2011 används grafitanoder oftast i litiumbatterier. En kiselanod har den teoretiska förmågan att producera upp till 10 gånger energimängden för en traditionell grafitanod. Ett stort problem är att kiselanoden lätt går sönder, minskar mängden energi som genereras och gör batteriet instabilt; det är därför kiselanoden inte har använts populärt.

Varje batteri, från små AA-batterier till stora generatorbatterier, har tre delar: katoden, elektrolyten och anoden. Anoden är negativt laddad och är där elektronerna byggs upp. När naturen dikterar tvingas elektronerna att gå till en positiv laddning, som produceras av katoden. Elektrolytskiktet hindrar elektronerna från att gå direkt in i katoden och tvingar i stället energin att röra sig genom den elektriska enheten, slå på enheten och få den att fungera, innan den stannar vid katoden. Det är denna process som gör varje batterifunktion.

I litiumbatterier, som använder litium som huvudsaklig kraftkälla, har grafit använts som anod eftersom den kan producera stora mängder energi och är tillräckligt hållbar för konstant användning. Medan effekten i grafit är hög jämfört med kraften från andra källor är den begränsad till mängden kraft som kisel kan producera. Kisel, i kombination med litium, kan producera upp till 10 gånger energimängden, vilket gör att bärbara enheter och elbilar kan köras under längre tid utan att behöva byta eller ladda batteriet.

Problemet med att använda en kiselanod är att kisel har låg hållbarhet. När elektronerna produceras av och rasar genom kiselanoden, visar kisel tecken på slitage och deformitet. När kislet deformeras kan det inte hålla en regelbunden laddning och energimängden försämras. Detta betyder att kisel har en mycket kortare livslängd jämfört med grafitanoden, även om den kan hålla en högre laddning.

För att kringgå detta problem använder forskare silikonantrådar för kiselanoden. Nanotråden klarar energin utan att försämras. Denna typ av anod har visat sig inte spricka eller bryta, vilket gör den till en livskraftig energikälla för dessa batterier.