Hvad er en siliciumanode?

Batterier leveres med tre specifikke dele, og hvoraf den ene er anoden.Det er på dette område, at elektronerne, der giver strøm til elektriske enheder, er bygget op.Fra 2011 bruges grafitanoder oftest i lithiumbatterier.En siliciumanode har den teoretiske evne til at producere op til 10 gange mængden af energi fra en traditionel grafitanode.Et stort problem er, at siliciumanoden let nedbrydes, hvilket reducerer mængden af genereret energi og gør batteriet ustabil;Dette er grunden til, at siliciumanoden ikke er blevet anvendt populært.

Hvert batteri, fra en lille AA til store generatorbatterier, har tre dele: katoden, elektrolytten og anoden.Anoden er negativt ladet og er hvor elektronerne opbygges.Som naturen dikterer, er elektronerne tvunget til at rejse 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 gør hver batterifunktion.

I lithiumbatterier, der bruger lithium som deres vigtigste strømkilde, er grafit blevet brugt som anode, fordi den kan producere høje mængder energi og er holdbar nok til konstant brug.Mens kraften i grafit er høj sammenlignet med andre kilder, er den begrænset til mængden af strømsilicium kan producere.Silicium, når det kombineres med lithium, kan producere op til 10 gange mængden af energi, hvilket ville give bærbare enheder og elektriske biler mulighed for at køre i længere tid uden at skulle ændre eller genoplade 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 energilængden forringes.Dette betyder, at silicium har et meget kortere levetid sammenlignet med grafitanoden, skønt den kan holde en højere ladning.

For at omgå dette problem bruger forskere silicium nanotråde til siliciumanoden.Nanowire er i stand til at modstå energien uden nedværdigende.Denne type anode har vist sig ikke at brud eller bryde, hvilket gør den til en levedygtig energikilde til disse batterier.