Nový typ batérie s kovovým rúnom sľubuje až o 85 % vyššiu hustotu energie a rýchlejšie nabíjanie
Výskumníci predstavili revolučnú technológiu využívajúcu kovové rúno v elektródach lítium-iónových batérií. Tento objav sľubuje vyšší výkon, rýchlejšie nabíjanie, nižšie náklady a ekologickejšiu výrobu batérií.
Svet vedy a techniky zažil v posledných mesiacoch významný posun v oblasti vývoja batériových technológií. Výskumníci z Inštitútu Maxa Plancka pre lekársky výskum v Heidelbergu totiž nedávno predstavili inovatívne riešenie, ktoré by mohlo zásadne ovplyvniť spôsob, akým uchovávame a využívame elektrickú energiu.
Ich objav, využíva kovové rúno ako nový kontaktný materiál v elektródach lítium-iónových batérií, sľubuje nielen vyšší výkon a rýchlejšie nabíjanie, ale aj nižšie výrobné náklady a ekologickejšiu výrobu. Táto technológia by v prípade rozšírenia mohla nájsť uplatnenie v elektromobiloch, domácich úložiskách energie či prenosnej elektronike.
Doterajšie lítium-iónové batérie boli vždy kompromisom medzi hustotou energie a rýchlosťou nabíjania. Elektródy museli byť veľmi tenké, často sa jedná len desatinu milimetra, pretože lítiové ióny sa pohybovali cez aktívny materiál a tekutý elektrolyt pomaly. To znamenalo obmedzenú kapacitu batérií a dlhé časy nabíjania, čo bolo pre mnohé aplikácie, najmä elektromobily, veľkou prekážkou.
EV batteries to get 85% energy boost with metal fleece-powered 10x thicker electrodes | Aman Tripathi, Interesting Engineering
The team’s research shows that metal surfaces can serve as “motorways” for metal ions.
Researchers at the Max Planck Institute for Medical Research… pic.twitter.com/WfHFvWMu0x
— Owen Gregorian (@OwenGregorian) May 26, 2025
Kovové rúno má šancu zmeniť svet batérií
Tím vedcov vedený Joachinom Spatzom však objavil, že ak namiesto tradičných kovových fólií použijú trojrozmerné kovové rúno, lítiové ióny sa môžu cez elektródu pohybovať až 56-krát rýchlejšie. Tento efekt je spôsobený špeciálnou elektrickou dvojitou vrstvou tzv. Helmholtzovou vrstvou, ktorá sa vytvára na povrchu kovového rúna a funguje doslova ako „diaľnica“ pre ióny. Vďaka tomu môžu byť elektródy až desaťkrát hrubšie, pričom stále umožňujú rýchle nabíjanie aj vybíjanie. Výsledkom je zvýšenie hustoty energie batérie až o 85 % v porovnaní s bežnými riešeniami.
Neprehliadni
Nový spôsob výroby elektród prináša aj ďalšie pomerne zásadné výhody. Pri tradičnej výrobe sa aktívny materiál nanáša na kovové fólie často za použitia toxických rozpúšťadiel, čo zaťažuje životné prostredie. Kovové rúno však umožňuje plniť aktívny materiál priamo do jeho štruktúry v práškovej forme, a to suchým procesom. Tento prístup nielenže šetrí prírodu, ale podľa odhadov znižuje výrobné náklady až o 30–40 % a zmenšuje potrebnú plochu výrobného zariadenia o tretinu. Navyše, na výrobu elektród sa spotrebuje menej medi, čo je ďalší ekologický benefit.
Novú technológiu čaká ešte veľa testov
Hoci sú výsledky laboratórnych testov veľmi sľubné, vedci upozorňujú, že pred masovým nasadením novej technológie je potrebné ešte overiť jej dlhodobú stabilitu, spoľahlivosť a recyklovateľnosť. Rovnako je dôležité zistiť, ako sa batérie s kovovým rúnom správajú v extrémnych podmienkach, napríklad pri vysokých teplotách alebo opakovanom cyklovaní. Ak sa podarí tieto výzvy prekonať, môžeme očakávať, že sa technológia uplatní nielen v elektromobiloch, ale aj v domácich úložiskách energie, obnoviteľných zdrojoch či v spotrebnej elektronike.
Aby sa inovácia dostala z laboratória na svetlo sveta, Joachim Spatz založil startup Batene GmbH. Ten už spolupracuje s významnými výrobcami automobilov na vývoji a implementácii tejto technológie do praxe. Spatz verí, že vďaka kovovému rúnu môže Európa dobehnúť a možno aj predbehnúť ázijských lídrov v oblasti batérií. Ak sa samozrejme očakávania naplnia, kovové rúno by sa mohlo stať základom novej generácie batérií, teda výkonnejších, dostupnejších a šetrnejších k životnému prostrediu.
Komentáre