Odporcom elektromobilov táto nová technológie berie posledný argument, prečo si ho nezaobstarať
Výskumníci vytvorili novú anódu, ktorá ponúka lítium-iónovým batériám až 10-násobnú kapacitu oproti bežným batériám.
Trh s elektromobilmi rastie mimoriadne rýchlo, no spolu s ním rastie aj dopyt po vysokokapacitných batériách, ktoré by dokázali vyriešiť jeden z najväčších problémov z pohľadu zákazníkov, dojazd elektrického vozidla.
Výskumníci z inštitútu POSTECH v spolupráci so Sogang University vytvorili nový vysokokapacitný materiál pre anódu batérie, vďaka ktorému by sa mohol dojazd elektromobilu zvýšiť až o 10-násobok.
Nový materiál je stabilný a spoľahlivý, pričom, ako sme už spomínali, ponúka desaťnásobnú alebo väčšiu kapacitu ako tradičné grafitové anódy. To vedci dokázali tým, že nahradili grafit kremíkovou anódou kombinovanou so špeciálnymi polymérmi. Vysokokapacitné materiály anód, napríklad kremík, sú dôležité pre vytváranie lítium-iónových batérií s mimoriadne vysokou energetickou kapacitou. Takéto komponenty dokážu priniesť mimoriadnu kapacitu, no bez špeciálnej úpravy majú výrazný nedostatok.
Ako autori štúdie popisujú vo svojej práci, počas interakcie s lítiom môžu takéto batérie pociťovať problémy s výkonom a stabilitou. Týmto problémom sa dá vyhnúť tým, že navrhneme špeciálne polymérové spojivo, ktoré dokáže efektívne kontrolovať volumetrickú expanziu batérie.
Batérie s 10-násobnou kapacitou
Viacero výskumov sa zameralo na túto oblasť výskumu batérií. Donedávna sa ale zameriavali na procesy, ktoré v sebe zahŕňajú kovalentné väzby medzi spojivami. Tieto procesy spojivá vytvoria pevné, no majú kritickú chybu. Keď sa raz väzba prelomí, nemôže sa vrátiť naspäť.
Neprehliadni
Nový polymér využíva vodíkové väzby, ktoré sú samé o sebe slabé, no rovnako využíva príťažlivosť medzi pozitívnym a negatívnym nábojom. Táto sila je oveľa vyššia, než akú dokáže poskytnúť vodíková väzba. Výskumníkom sa podarilo adresovať aj ďalší nedostatok, teda ich väzba sa dá podľa potreby riadiť, čím vedci dokážu kontrolovať volumetrickú expanziu.
Povrch vysokokapacitného anódového materiálu je z väčšej časti negatívny a vrstvené nabité polyméry sú na seba skladané striedavo, s pozitívnymi a negatívnymi nábojmi. To im umožňuje efektívne sa previazať s anódou. Výskumníci do materiálu pridali aj polyetylénglykol, aby dokázali regulovať fyzické procesy a aby spustili lítium-iónovú difúziu. “Všehovšudy” výskumníci získali hrubú a vysokokapacitnú elektródu s maximálnou energetickou hustotou lítium-iónových batérií.
“Náš výskum má obrovský potenciál zvýšiť energetickú hustotu lítium-iónových batérií. V rámci výskumu sme zakomponovali do batérie vysokokapacitné anódy, čím sme získali batériu, ktorá dokáže výrazne zvýšiť dojazd elektromobilov,” tvrdí Soojin Park, jeden z autorov výskumu.
Batérie pre elektromobily napredujú rapídnym tempom.
Dnes elektromobily používajú niklovo-kobaltovú batériu. V oboch prípadoch ide o materiály, ktoré sú veľmi drahé a z dlhodobého hľadiska nie je ich ťažba udržateľná. To predstavuje problém pre elektromobily, ktorých popularita neustále rastie. V rámci nového výskumu výskumníci navrhli lítiovo-mangánovú batériu, ktorá si udržiava výkon niklovo-kobaltovej batérie, no je oveľa lacnejšia a jej výroba je udržateľná.
Nová batéria dosahuje energetickú hustotu 820 watt-hodín na kilogram. Niklové materiály dosahujú energetickú hustotu 750 watt-hodín na kilogram a lítiové materiály 500 watt-hodín. Nová batéria ukazuje sľubné výsledky, no zároveň vedci pozorujú aj jeden praktický nedostatok. Tým je rozpustenie mangánu. Postupom času sa môže mangán rozpustiť kvôli množstvu faktorov, napríklad zmenou skupenstva alebo reagovaním s kyslými roztokmi. Našťastie tento nedostatok dokázali vedci odstrániť tým, že použili silne koncentrovaný elektrolyt a lítium-fosfátový náter.
Trošku iný postoj k dojazdu elektromobilov zaujali výskumníci v americkom štáte Florida. Podľa správ tam postavia cestu, na ktorej sa budú môcť elektromobily preháňať s prakticky neobmedzenou nádržou. Ide o cestu, ktorá elektromobil nabije za jazdy. Za touto diaľnicou stojí nórska spoločnosť ENRX. Diaľnica bude prvou svojho druhu a poskytne najsilnejší nabíjací systém na svete. Znamená to, že nabije hocijaké elektrické vozidlo, od relatívne malých elektromobilov až po najväčšie elektrické ťahače.
Komentáre