Cos'è un anodo di silicio?

Le batterie sono dotate di tre parti specifiche e una delle quali è l'anodo.È in quest'area che gli elettroni, che forniscono energia ai dispositivi elettrici, sono costruiti.A partire dal 2011, gli anodi di grafite sono più comunemente usati nelle batterie al litio.Un anodo di silicio ha la capacità teorica di produrre fino a 10 volte la quantità di energia di un anodo tradizionale di grafite.Un grosso problema è che l'anodo del silicio si rompe facilmente, riducendo la quantità di energia generata e rendendo instabile la batteria;Questo è il motivo per cui l'anodo del silicio non è stato popolarmente utilizzato.

Ogni batteria, da una piccola AA alle batterie di grandi generatori, ha tre parti: il catodo, l'elettrolita e l'anodo.L'anodo è caricato negativamente ed è dove si accumulano gli elettroni.Come impone la natura, gli elettroni sono costretti a viaggiare a una carica positiva, che è prodotta dal catodo.Lo strato di elettroliti impedisce agli elettroni di andare direttamente nel catodo e, invece, costringe l'energia a muoversi attraverso il dispositivo elettrico, accendendo il dispositivo e facendolo funzionare, prima di fermarsi al catodo.È questo processo che rende ogni batteria.

Nelle batterie al litio, che utilizzano il litio come fonte di alimentazione principale, la grafite è stata utilizzata come anodo perché può produrre elevate quantità di energia ed è abbastanza durevole per un uso costante.Mentre la potenza in grafite è alta rispetto a quella di altre fonti, è limitata alla quantità di alimentazione che il silicio può produrre.Il silicio, se combinato con litio, può produrre fino a 10 volte la quantità di energia, che consentirebbe ai dispositivi portatili e alle auto elettriche di funzionare per un periodo di tempo più lunghi senza dover cambiare o ricaricare la batteria.

Il problema con un silicioL'anodo è che il silicio ha una bassa durata.Quando gli elettroni vengono prodotti e corrono attraverso l'anodo del silicio, il silicio mostra segni di usura e deformità.Quando il silicio si deforma, non è in grado di mantenere una carica regolare e la quantità di energia si degrada.Ciò significa che il silicio ha una vita molto più breve rispetto all'anodo della grafite, sebbene possa mantenere una carica più elevata.

Per bypassare questo problema, i ricercatori stanno usando nanofili di silicio per l'anodo del silicio.Il nanofilo è in grado di resistere all'energia senza degradare.Questo tipo di anodo non è stato dimostrato di non fratturare o rompere, rendendolo una fonte di energia praticabile per queste batterie.