Náhrada lítium-iónových batérií už klope na dvere: Tento nový koncept má až štvornásobnú kapacitu
Výskumníci z laboratória Argonne predstavili koncept lítium-vzduchovej batérie, ktorá by mohla zmeniť elektromobilový priemysel.
Lítium-iónové batérie dnes využívame vo väčšine elektronických zariadení, no vedci z celého sveta hľadajú spoľahlivejšie náhrady. Lítium-iónové batérie fungujú pomerne dobre, no medzi ich najväčšie nevýhody patrí postupná degradácia a strata kapacity.
V rámci nového výskumu vedci z laboratória Argonne predstavili nový dizajn batérií, ktorý je nielen bezpečnejším, no dokáže uchovať oveľa viac energie, než dnešné Li-ion batérie. Ďalšou dobrou správou je, že batéria vydrží najmenej tisíc nabíjacích cyklov. Lítium-iónové batérie dnes nájdeme aj v elektromobiloch, no v tomto smere je ich uplatnenie o niečo problematickejšie, ako pri iných zariadeniach.
Elektromobily síce môžu byť budúcnosťou prepravy, no momentálne majú stále svoje muchy, ktoré nevzbudzujú veľa dôvery v budúcich majiteľoch. Nevýhodou elektromobilov je relatívne momentálne malý dojazd a ako sme už spomínali, aj postupná degradácia batérie. Mnohí by boli radi, ak by ich elektromobil dokázal na jedno nabitie viac ako tisíc km, no môže sa stať takáto predstava realitou?
Vedci z laboratória Argonne v spolupráci s ďalším technologickým inštitútom predstavili koncept Lítium-vzduchovej batérie, ktorá sľubuje oveľa väčšiu kapacitu. Táto batéria sa skladá z lítiovej anódy, vzduchovej katódy a pevného keramického polymérového elektrolytu. Autori štúdie tvrdia, že takáto batéria by jedného dňa mohla poháňať aj obrovské prepravné nákladiaky alebo elektrolietadlá.
„Lítium-vzduchová batéria má najväčšiu energetickú hustotu spomedzi všetkých konceptov, ktoré by mali nahradiť Lítium-iónové batérie,“ vysvetľuje Larry Curtiss, vedec z laboratória Argonne.
Nový dizajn batérie môže energetickou hustotou prekonať lítium-iónové batérie až o štvornásobok, tvrdia autori výskumu. V praxi to znamená elektromobil s oveľa väčším dojazdom. Tvrdia, že už viac ako desať rokov pracovali na koncepte, ktorý by mohol využiť kyslík zo vzduchu a uplatniť ho v lítiovej batérii.
Neprehliadnite
Lepší dizajn a väčšia výdrž
V minulosti sa dizajn lítium-vzduchovej batérie skladal z lítiovej anódy, ktorá sa pohybovala cez kvapalný elektrolyt a počas výboja sa spájala s kyslíkom. V ďalších verziách však nahradili kvapalinu pevným elektrolytom. Ten sa skladá z keramického polyméru a možno ho vyrobiť z lacných prvkov. Tento koncept je zároveň prvým dizajnom lítium-vzduchovej batérie, ktorému sa podarilo dosiahnuť reakciu so štyrmi elektrónmi pri izbovej teplote.
Predchádzajúce modely zároveň trpeli mimoriadne nízkou životnosťou. Autori ale vysvetľujú, že nový dizajn týmto neduhom netrpí. Batéria dokázala prežiť až tisíc nabíjacích cyklov, teda cyklu od úplného vybitia batérie až po jej úplné nabitie.
„Vo vývoji pokračujeme aj naďalej a dúfame, že sa nám podarí dosiahnuť energetickú hustotu 1200 watthodín na kilogram,“ tvrdí Curtiss.
Takáto energetická hustota je približne štvornásobne vyššia ako pri tradičných lítium-iónových batériách. Mnohí vedci momentálne pracujú na vývoji alternatív k lítium-iónovým batériám. Je možné, že práve lítium-vzduchová batéria zmení elektroautomobilový priemysel.
Komentáre