Vedci ukázali koncept kyslíko-iónovej batérie: V čom je lepšia oproti lítium-iónovým?
Lítium-iónové batérie sa používajú vo väčšine elektronických zairadení, no majú svoje muchy. Je kyslíko-iónová batéria dobrou náhradou?
Väčšina elektronických zariadení, od smartfónov až po elektromobily, používa lítium-iónové batérie. Tie sú pomerne spoľahlivé, no majú svoje nedostatky. Medzi najväčšie nepochybne patrí ich degradácia a postupná strata kapacity.
Vedci z Technickej univerzity vo Viedni však predstavili koncept kyslíko-iónovej batérie, ktorá ponúka oproti tým bežným niekoľko výhod. Hoci tento koncept ponúka menšie kapacity ako lítium-iónové batérie, táto batéria nestráca kapacitu a teda môže priniesť oveľa dlhšiu životnosť. Ďalšou výhodou je, že takéto batérie môžeme vytvoriť bez vzácnych prvkov a sú vyrobené z nehorľavých materiálov, informuje portál Innovation Origins.
Autori nového výskumu uvádzajú, že tieto batérie by mohli byť excelentným riešením pre ukladanie energie získanej napríklad z obnoviteľných zdrojov.
„Máme veľa skúseností s keramickými materiálmi, ktoré môžu byť použité ako palivové články. Na základe toho nás napadlo, že by boli vhodné na výrobu batérie,“ vyjadril sa jeden z autorov výskumu, Alexander Schmid.
Materiál opisovaný v štúdii dokáže absorbovať a uvoľňovať dvojnásobne negatívne nabité ióny kyslíka. Po aplikovaní elektrického napätia ióny kyslíku migrujú z jedného keramického materiálu do druhého a naspäť. Tým vzniká elektrický prúd. Kyslíko-iónová batéria funguje na veľmi podobnom princípe ako lítium-iónová batéria. Vedci však v tomto prípade využívajú materiály, ktoré ponúkajú niekoľko dôležitých výhod.
Ako sme už spomínali, prvou je nehorľavosť materiálov. Hoci sa to nestávalo často, lítium-iónové batérie má potenciál vzbĺknuť, čo zničí nielen samotnú batériu, ale touto nehodou sa poškodí aj okolie a mohlo by dôjsť aj k úrazu. Ako vysvetľujú vedci, náhodné požiare sú v prípade novej batérie vylúčené. Zároveň ju môžu vyrobiť bez vzácnych prvkov, ktoré sú drahé a ich ťažba škodí životnému prostrediu.
Neprehliadnite
Najväčšou výhodou je však mimoriadne dlhá životnosť. Ak by sa kyslík stratil prostredníctvom iných reakcií, náhradou môže byť jednoducho kyslík zo vzduchu.
Kde nájde kyslíko-iónová batéria uplatnenie?
Autori štúdie tvrdia, že ich koncept batérie nie je určený pre smartfóny alebo elektrické automobily. Kapacita týchto batérií je oveľa menšia a funguje pri teplotách od 200 do 400 stupňov Celzia. Hodí sa ale na skladovanie energie.
„Ak potrebujete veľkú batériu na uchovanie solárnej alebo veternej energie, kyslíko-iónová batéria je dobrým riešením. Ak navrhnete celú budovu s týmito batériami, nízka kapacita a vyššia operačná teplota nie sú až tak podstatné. Oveľa dôležitejšou je jej extrémne dlhá životnosť a bezpečnosť,“ vysvetľuje Schmid.
Kyslíko-iónová batéria sa môže vyrábať vo veľkých množstvách a okrem toho, že je šetrnejšia k životnému prostrediu, je zároveň oveľa šetrnejšia aj z finančného hľadiska. Táto batéria stále využíva lantán, materiál, ktorý nie je vzácny, no nevyskytuje sa bežne. Dá sa však nahradiť lacnejším materiálom a momentálne vedci náhradu hľadajú. Nepoužíva sa však kobalt a ani nikel. Ide o prvky, ktoré sú bežne v lítium-iónových batériách.
Komentáre