Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Tsinghua στο Πεκίνο ανέπτυξαν μια πρωτοποριακή ηλεκτρολυτική ουσία στερεάς κατάστασης για μπαταρίες κατασκευασμένη από χημικά τροποποιημένη πρωτεΐνη σόγιας, προσφέροντας μια ανανεώσιμη και φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση στα συμβατικά υλικά μπαταριών που θα μπορούσε να προωθήσει σημαντικά την τεχνολογία ηλεκτρικών οχημάτων και των ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης.
Επαναστατική απόδοση σε ακραίες θερμοκρασίες
Ο στερεός ηλεκτρολύτης που βασίζεται σε πρωτεΐνη σόγιας επέδειξε εξαιρετικά χαρακτηριστικά απόδοσης, επιτυγχάνοντας υψηλή ιοντική αγωγιμότητα 7.95 × 10−4 S cm−1 και αριθμό μεταφοράς Li+ 0.78 στους 60°C. Η τεχνολογία επέτρεψε στις μπαταρίες λιθίου στερεάς κατάστασης να λειτουργούν σταθερά για 2.000 ώρες στους 60°C και να διατηρούν σχεδόν το 75% της χωρητικότητάς τους για πάνω από 800 κύκλους φόρτισης στους 120°C, ξεπερνώντας σημαντικά τις συμβατικές μπαταρίες λιθίου-ιόντων, οι οποίες συνήθως γίνονται ασταθείς σε θερμοκρασίες άνω των 60°C.
Ο καθηγητής Yang Shen, ο οποίος ηγήθηκε της ερευνητικής ομάδας, τόνισε τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα της καινοτομίας. “Η έρευνά μας προωθεί τη χρήση πράσινων και βιώσιμων υλικών βιομάζας στον τομέα της επιστήμης και της τεχνολογίας των μπαταριών, συμβάλλοντας στη δημιουργία ενός καθαρότερου, πιο αποδοτικού και βιώσιμου μέλλοντος,” δήλωσε ο Shen. Το υλικό που βασίζεται στη σόγια επέδειξε σημαντικά χαμηλότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις όσον αφορά την οξίνιση, την απελευθέρωση καρκινογόνων και τη χρήση ορυκτών καυσίμων σε σύγκριση με άλλα οργανικά υλικά ηλεκτρολυτών.
Πλαίσιο αγοράς και ανταγωνιστικό τοπίο
Η σημαντική αυτή εξέλιξη έρχεται καθώς η παγκόσμια αγορά στερεάς κατάστασης μπαταριών βιώνει ταχεία ανάπτυξη, με τη βιομηχανία να αποτιμάται στα $2,53 δισεκατομμύρια το 2024 και να εκτιμάται πως θα φτάσει τα $8 δισεκατομμύρια έως το 2035, κάτι που αντιστοιχεί σε ετήσιο σύνθετο ρυθμό ανάπτυξης 11%. Οι μεγάλες συνεργασίες στην αυτοκινητοβιομηχανία επιταχύνουν τις προσπάθειες εμπορευματοποίησης, με τη Samsung SDI να συνεργάζεται με τη BMW για την επικύρωση της τεχνολογίας στερεάς κατάστασης μπαταριών για ηλεκτρικά οχήματα, θέτοντας ως στόχο την εμπορική διάθεση το 2027.
Πρόσφατες κινεζικές καινοτομίες στη στερεά κατάσταση έχουν δείξει τη δυνατότητα για αυτονομίες 800 μιλίων σε ηλεκτρικά οχήματα, ενώ οι ερευνητές συνεχίζουν να ξεπερνούν βασικές τεχνικές προκλήσεις που έχουν περιορίσει την εμπορική υιοθέτηση. Η καινοτομία πρωτεΐνης σόγιας του Tsinghua αντιμετωπίζει κρίσιμα ζητήματα, όπως η σταθερότητα διεπαφής και η περιβαλλοντική βιωσιμότητα, τα οποία έχουν παρεμποδίσει τη μαζική διάδοση των μπαταριών στερεάς κατάστασης.
Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο Advanced Energy Materials τον Απρίλιο του 2025, τοποθετεί τα βιολογικής βάσης υλικά ως μια πολλά υποσχόμενη λύση για τα αποθηκευτικά συστήματα ενέργειας επόμενης γενιάς, ιδίως για εφαρμογές που απαιτούν αξιόπιστη απόδοση σε ακραίες θερμοκρασίες, όπως τα ηλεκτρικά οχήματα και οι αεροδιαστημικές εφαρμογές.
& with the power of perplexity.ai
