Elektromobily s dojazdom 1 000 km? Už čoskoro by mohli byť realitou, vďaka novej batérii
Výskumníci vyvinuli prelomový koncept batérie, ktorá rieši jeden z hlavných strašiakov elektromobilov
Elektromobily sa podľa mnohých expertov považujú za budúcnosť dopravy, ktorá by priniesla zelenší spôsob cestovania, no do praxe sa tieto vozidlá nedostávajú až tak ľahko. Ľudí odrádza ich vysoká cena, ktorá je spojená s ďalšími nedostatkami, pričom tie hlavné sú dojazd a dĺžka nabíjania.
Výskumníci z univerzity Postech veria, že prelom v technológii batérii je kľúčom k mnohým dôležitým inováciám, ktoré sa nepochybne dotknú aj sféry elektromobilov. Dnes priemerný elektromobil dôjde na jedno nabitie približne 500 km, no autori nového výskumu veria, že máme na dosah ruky dojazd 1 000 km.
V tomto smere vedci skúmajú možnosti využitia kremíku ako anódy, kvôli jeho vysokej kapacite. Aj napriek potenciálu kremíku ho nie je vôbec jednoduché použiť v lítium-iónových batériách, ktoré sa nachádzajú v elektromobiloch. V rámci nového výskumu trojica vedcov vytvorila koncept vysokokapacitnej lítium-iónovej batérie, ktorá používa mikrokremíkové častice a elektrolyty založené na gélovom polyméri.
Použitie kremíku v batérii má niekoľko výziev. Prvou je, že tento materiál expanduje počas nabíjania o viac ako trojnásobok a zmenšuje sa na pôvodnú veľkosť počas vybíjania. Tým výrazne ovplyvňuje efektívnosť batérie. Vedci sa cez túto komplikáciu pokúšali použitím nanočastíc kremíku. Táto metóda problém čiastočne rieši, no nie je úplne dokonalá. Vedci zároveň priznávajú, že tento produkčný proces je mimoriadne komplexný a mimoriadne drahý.
Mikročastice kremíku sú však neporovnateľne praktickejšie nielen z hľadiska ceny, ale aj energetickej hustoty. Tu zas vedci poznamenávajú, že pri použití väčších častíc kremíku sa do popredia viac dostávajú problémy s expanziou materiálu počas operácie.
Neprehliadnite
Mimoriadne sľubný koncept
V rámci štúdie vedci použili gélový polymér na vytvorenie ekonomického, no zároveň stabilného batériového systému. Polymér má úlohu elektrolytu, ktorý sa považuje za mimoriadne dôležitý komponent batérie. Elektrolyty sprostredkúvajú pohyb iónov medzi anódou a katódou.
Výsledky experimentov boli podľa názoru autorov vynikajúce. Batéria vykazovala stabilný výkon aj s použitím mikročastíc kremíku. Pre lepšiu predstavu, tie sú stonásobne väčšie ako nanočastice kremíku, ktoré sa tradične používajú v batériách podobného typu. Silikónový elektrolyt zároveň vykazoval podobnú vodivosť ako tekutý elektrolyt bežných batérií. Najzaujímavejším však bola až o 40% väčšia energetická hustota. Autori štúdie zároveň vysvetľujú, že proces výroby ich batérie je lacný, jednoduchý a priamočiary. Ich batéria je tak pripravená aj na okamžitú produkciu.
Nová batéria je zaujímavou technológiou, ktorej sa podarilo vytvoriť stabilnú konfiguráciu aj pri použití mikroskopických častíc kremíka, ktoré mali tendenciu expandovať a tým narušiť stabilitu batérie.
Na elektromobily s dojazdom tisíc kilometrov si ale ešte nejaký čas počkáme. Samotní autori konštatujú, že ich práca nás len približuje k skutočnej batérii s vysokou hustotou.
Komentáre