Rýchlejšie nabíjanie a tisíce cyklov bez degradácie? Nový objav ukazuje, že sme na prahu batériovej revolúcie
Vedci z POSTECH a KIER vytvorili anódu novej generácie, ktorá sľubuje extrémne rýchle nabíjanie, vyššiu hustotu energie a výdrž viac ako 1500 cyklov.
Predstav si, že si môžeš nabiť elektromobil počas rannej kávy a zároveň ti batéria vydrží nie stovky, ale tisícky nabíjacích cyklov. Vedci z juhokórejskej univerzity POSTECH spolu s kolegami z KIER (Kórejský inštitút pre výskum energie) totiž nedávno predstavili novú anódovú technológiu, ktorá by mohla poriadne zmeniť trh s batériami.
Výskum viedli prof. Soojin Park z POSTECH a Dr. Gyujin Song z KIER a ich výsledky boli publikované v prestížnom vedeckom časopise ACS Nano. Projekt bol podporený juhokórejským ministerstvom vedy a priemyslu.
Kým dnes sa väčšina lítiovo-iónových batérií spolieha na grafit, ten má svoje limity, najmä čo sa týka kapacity a rýchlosti nabíjania. Nový materiál, ktorý títo vedci vyvinuli, kombinuje takzvaný „tvrdý uhlík“ s nanočasticami cínu, čo im umožnilo vytvoriť elektródu s vyššou energetickou hustotou a zároveň výrazne rýchlejším nabíjaním. A to všetko bez toho, aby sa znížila životnosť batérie, práve naopak.
Ako to celé funguje?
Tvrdý uhlík je zvláštny typ uhlíka, ktorý má veľa mikropórov. Tie umožňujú iónom lítia (alebo sodíka) prechádzať materiálom rýchlejšie a efektívnejšie než v bežných materiáloch. Tento štrukturálny „chaos“ je paradoxne výhodou, umožňuje rýchle reakcie a zároveň zvyšuje odolnosť elektródy.
Cín je zasa zaujímavý tým, že má vysokú teoretickú kapacitu. Lenže má aj svoju slabinu, pri nabíjaní sa značne rozpína, čo môže spôsobovať mechanické poškodenie materiálu. Aby sa tomu vedci vyhli, použili špeciálny sol-gél proces a následnú tepelnú redukciu. Takto sa im podarilo rovnomerne rozmiestniť ultra jemné (menšie ako 10 nanometrov) častice cínu v uhlíkovom základe.
Neprehliadni
Výsledkom je pevná, homogénna štruktúra, v ktorej cín nielenže ukladá lítium, ale dokonca katalyzuje kryštalizáciu uhlíka okolo seba. Tým sa zvyšuje celková vodivosť a stabilita elektródy. Tento synergický efekt je kľúčovým faktorom, prečo materiál funguje tak dobre.
“Faster Charging, Longer Lifespan”: Next-Generation Battery Breakthrough from POSTECH and KIERhttps://t.co/h5icvGb7IU pic.twitter.com/rQsJj2feMD
— Gerard Hough (@GerardHough) April 18, 2025
Nabíjanie za 20 minút? Žiadny problém
V testoch nový materiál zvládol viac ako 1500 nabíjacích cyklov pri 20-minútovom rýchlonabíjaní, a to bez výrazného zníženia výkonu. Objemová energetická hustota bola až o 50 % vyššia než pri tradičných grafitových anódach. Znamená to, že do menšieho priestoru vojde viac energie, ideálne pre elektromobily, ktoré chcú znížiť hmotnosť batérií bez zníženia dojazdu.
A ešte niečo, táto technológia nefunguje len s lítio-iónovými článkami. Výborné výsledky priniesla aj v sodíkových batériách, ktoré sú lacnejšou a ekologickejšou alternatívou. Bežné materiály ako grafit si so sodíkom veľmi nerozumejú, no tu tvrdý uhlík s nano-cínom preukázal výbornú stabilitu aj pri viacerých cykloch. Vďaka tomu sa otvára cesta k širšiemu využitiu aj v sieťových úložiskách energie či lacnejšej elektronike.
Čo to pre nás znamená?
Ak sa táto technológia dostane do komerčnej výroby, môže to znamenať zásadný posun v tom, ako používame a nabíjame batérie. Rýchlejšie nabíjanie, menšie batérie, dlhšia životnosť. To sú presne tie benefity, ktoré dnes pri bežných batériách chýbajú. Navyše sa znižuje aj množstvo odpadu a potreba častých výmen, čo je krok správnym smerom aj pre životné prostredie.
V budúcnosti by si tak mohol vidieť túto technológiu nielen v elektromobiloch, ale aj v smartfónoch, notebookoch, powerbankách či nositeľnej elektronike.
Komentáre