Aina mpya yabetri ya magari ya umemeinaweza kuishi kwa muda mrefu zaidi katika halijoto kali na baridi kali, kulingana na utafiti wa hivi karibuni.

Wanasayansi wanasema betri hizo zingeruhusu magari ya umeme kusafiri mbali zaidi kwa chaji moja katika halijoto ya baridi - na hazitakuwa na uwezekano mdogo wa kupata joto kali katika halijoto.

Hii itasababisha kupungua kwa malipo ya mara kwa mara kwa madereva wa magari ya kielektroniki na pia kutoabetrimaisha marefu zaidi.

Timu ya utafiti ya Marekani iliunda dutu mpya ambayo ni sugu zaidi kwa kemikali kwa halijoto kali na kuongezwa kwenye betri za lithiamu zenye nguvu nyingi.

"Unahitaji uendeshaji wa halijoto ya juu katika maeneo ambapo halijoto ya kawaida inaweza kufikia tarakimu tatu na barabara kuwa na joto zaidi," alisema mwandishi mwandamizi Profesa Zheng Chen wa Chuo Kikuu cha California-San Diego.

"Katika magari ya umeme, vifurushi vya betri kwa kawaida huwa chini ya sakafu, karibu na barabara hizi zenye joto. Pia, betri hupashwa joto kutokana na mkondo wa maji kupita wakati wa operesheni."

"Ikiwa betri haziwezi kuvumilia joto hili kwenye joto la juu, utendaji wao utapungua haraka."

Katika karatasi iliyochapishwa Jumatatu katika jarida la Proceedings of the National Academy of Sciences, watafiti wanaelezea jinsi katika majaribio, betri zilihifadhi asilimia 87.5 na asilimia 115.9 ya uwezo wao wa nishati katika -40 Selsiasi (–104 Fahrenheit) na 50 Selsiasi (122 Fahrenheit) mtawalia.

Pia zilikuwa na ufanisi mkubwa wa Coulombic wa asilimia 98.2 na asilimia 98.7 mtawalia, ikimaanisha kuwa betri zinaweza kupitia mizunguko zaidi ya kuchaji kabla hazijaacha kufanya kazi.

Hii ni kutokana na elektroliti ambayo imetengenezwa kwa chumvi ya lithiamu na etha ya dibutyl, kioevu kisicho na rangi kinachotumika katika baadhi ya viwanda kama vile dawa na dawa za kuulia wadudu.

Etha ya Dibutyl husaidia kwa sababu molekuli zake hazichezi mpira na ioni za lithiamu kwa urahisi betri inapoendesha na huboresha utendaji wake katika halijoto ya chini ya sifuri.

Zaidi ya hayo, etha ya dibutyl inaweza kuhimili joto kwa urahisi katika kiwango chake cha kuchemka cha Selsiasi 141 (285.8 Fahrenheit) ikimaanisha inabaki kioevu katika halijoto ya juu.

Kinachofanya elektroliti hii kuwa maalum ni kwamba inaweza kutumika na betri ya lithiamu-sulfuri, ambayo inaweza kuchajiwa tena na ina anodi iliyotengenezwa kwa lithiamu na kathodi iliyotengenezwa kwa salfa.

Anodi na katodi ni sehemu za betri ambazo mkondo wa umeme hupitia.

Betri za lithiamu-sulfuri ni hatua muhimu inayofuata katika betri za EV kwa sababu zinaweza kuhifadhi hadi mara mbili zaidi ya nishati kwa kilo kuliko betri za sasa za lithiamu-ion.

Hii inaweza kuongeza mara mbili aina ya EV bila kuongeza uzito wabetripakiti huku ukipunguza gharama.

Sulphur pia ni nyingi zaidi na husababisha mateso machache ya kimazingira na kibinadamu kwa chanzo kuliko kobalti, ambayo hutumika katika kathodi za betri za lithiamu-ion za kitamaduni.

Kwa kawaida, kuna tatizo na betri za lithiamu-sulfuri - katodi za sulfuri hutenda kazi sana kiasi kwamba huyeyuka betri inapofanya kazi na hii inazidi kuwa mbaya zaidi katika halijoto ya juu.

Na anodi za metali za lithiamu zinaweza kuunda miundo kama sindano inayoitwa dendrites ambayo inaweza kutoboa sehemu za betri kwa sababu ina mzunguko mfupi wa umeme.

Kwa hivyo, betri hizi hudumu hadi mizunguko kumi tu.

Elektroliti ya dibutyl etha iliyotengenezwa na timu ya UC-San Diego hutatua matatizo haya, hata katika halijoto kali.

Betri walizojaribu zilikuwa na mzunguko mrefu zaidi wa kuishi kuliko betri ya kawaida ya lithiamu-sulfuri.

"Ikiwa unataka betri yenye msongamano mkubwa wa nishati, kwa kawaida unahitaji kutumia kemia kali na ngumu sana," Chen alisema.

"Nishati kubwa inamaanisha athari zaidi zinatokea, ambayo inamaanisha utulivu mdogo, uharibifu zaidi."

"Kutengeneza betri yenye nguvu nyingi ambayo ni thabiti ni kazi ngumu yenyewe - kujaribu kufanya hivi kupitia kiwango kikubwa cha halijoto ni changamoto zaidi."

"Electrolyte yetu husaidia kuboresha upande wa kathodi na upande wa anodi huku ikitoa upitishaji wa hali ya juu na utulivu wa uso."

Timu hiyo pia ilibuni kathodi ya salfa ili iwe imara zaidi kwa kuipandikiza kwenye polima. Hii inazuia salfa zaidi kuyeyuka kwenye elektroliti.

Hatua zinazofuata ni pamoja na kuongeza kemia ya betri ili ifanye kazi katika halijoto ya juu zaidi na itaongeza zaidi maisha ya mzunguko.