Bezkobaltové batérie by mohli poháňať autá budúcnosti. Tento nový materiál má potenciál šetriť peniaze, ľudskú prácu a životné prostredie!
Vo väčšine lítium-iónových batérií sa nachádza aj kobalt, drahý kov, ktorý sa väčšinou získava neľudskou prácou.
Veľké množstvo elektromobilov má batérie obsahujúce kobalt, čo je pomerne nákladný kov, ktorý výrazne ovplyvňuje naše životné prostredie a jeho ťažba neprichádza lacno ani z ľudského hľadiska.
Výskumníci z inštitútu MIT v novej práci navrhli materiál, ktorý by mohol viesť k udržateľnejšiemu systému pohonu elektrických vozidiel. Ich nová lítium-iónová batéria obsahuje katódu založenú na organických materiáloch, namiesto kobaltu alebo niklu.
Nový materiál sa dá vyrobiť oveľa lacnejšie ako kobaltové batérie, no dokáže viesť elektrinu rovnako dobre ako tento kov. Kapacitou sú tieto batérie tiež vyrovnané, no batéria z organických materiálov sa dá nabiť oveľa rýchlejšie.
“Myslím, že tento materiál by mohol mať výrazný dopad na priemysel, pretože funguje mimoriadne dobre. Už teraz je kompetitívnym a v budúcnosti by mohol šetriť nielen peniaze, ale hlavne ťažkú ľudskú prácu a naše životné prostredie,” tvrdí Mircea Dinca, jedna z autorov štúdie.
Väčšina elektromobilov funguje na lítium-iónových batériách. Vo väčšine lítium-iónových batérií katóda obsahuje kobalt, ktorý sa vyznačuje veľkou stabilitou a energetickou hustotou. Kobalt má však niekoľko nevýhod. V prvom rade ide o vzácny kov, preto jeho cena môže výrazne skákať. Väčšina ložísk kobaltu sa nachádza v krajinách tretieho sveta a jeho ťažba sa častokrát spája s nehumánnymi pracovnými podmienkami. Zároveň pri ťažbe vzniká veľké množstvo toxického odpadu, ktorý znečisťuje zem, vzduch a vodu.
“Kobaltové batérie dokážu uskladniť veľa energie a vyznačujú sa aj ďalšími dôležitými vlastnosťami ohľadom výkonu. Tento kov však nie je dostupný všade na svete a hoci cena už teraz dosť výrazne skáče, ak chceme svet posunúť viac k elektromobilom, kobalt s istotou ešte viac zdražie,” vysvetľuje Dinca.
Organické katódy sú lacnejšie a ponúkajú rovnaký výkon
Organické materiály boli pre výskumníkov zaujímavou možnosťou už nejakú dobu. Problémom je, že väčšina týchto materiálov nemá buď vodivosť, kapacitu alebo životnosť batérií s kobaltom. V rámci štúdie ale vedci objavili organickú látku TAQ, čo je drobná organická molekula obsahujúca tri previazané šesťuholníkové prstence. Nový materiál sa skladá z množstva vrstiev tejto látky.
Neprehliadnite
Materiál sa vyznačuje silnými vodíkovými väzbami, vďaka čomu je nielen mimoriadne stabilný, no zároveň aj mimoriadne nerozpustný. Nerozpustnosť je dôležitá, pretože zabraňuje materiálu aby sa rozpustil do elektrolytu batérie.
Testy tohto materiálu ukázali, že jeho kapacita a vodivosť sa dá porovnať s tradičnými batériami obsahujúcimi kobalt. Výhodou je, že batérie s TAQ katódou sa môžu nabíjať rýchlejšie, čo by mohlo urýchliť nabíjanie elektromobilov.
Spoločnosť Lamborghini si už licencovala patent na túto technológiu. Autori štúdie pokračujú vo výskume alternatívnych materiálov pre batérie. V budúcnosti chcú zistiť, či by sa dalo lítium nahradiť napríklad sodíkom alebo horčíkom, lacnejšími a rozšírenejšími materiálmi oproti lítiu.
Komentáre