Výskumníci vytvorili batériu pre elektromobil, ktorá je o 500 % efektívnejšia ako ostatné. Funguje aj v mrazoch!
Výskumníci vytvorili batériu pre elektromobil, ktorá sa dokáže nabiť o 500 % rýchlejšie ako momentálne používané batérie.
Výskumníci z University of Michigan predstavili novú batériu pre elektromobily, ktorá dokáže vozidlo nabiť päťkrát rýchlejšie, a to aj v mrazivých podmienkach.
Ako informujú vo svojej novej práci, kľúčom bolo upraviť výrobný proces tak, aby sa stabilizoval náter na elektródach batérie. Vylepšeným výrobným procesom zároveň vylepšili mikroskopické kanály batérie. Vďaka tomu dosiahli, že nová batéria nemusí riešiť kompromis medzi dojazdom a rýchlosťou nabíjania. Rýchlejšie nabíjanie funguje aj v chladných podmienkach.
Elektromobily sú podľa mnohých odborníkov budúcnosťou dopravy, no majú určité nedostatky. Napríklad zákazníkov odradzuje vysoká cena, malý dojazd a dlhé nabíjanie. Moderné elektromobily začínajú tieto problémy riešiť, no stále to nie je dokonalé.
“Našou víziou je vytvoriť technológiu, ktorú by mohli výrobcovia elektromobilov adaptovať bez toho, aby museli nejak výraznejšie prerobiť svoje fabriky. Po prvýkrát sa nám podarilo vytvoriť batériu, ktorú možno nabíjať extrémne rýchlo aj pri nízkych teplotách bez toho, aby sme obetovali energetickú hustotu lítium-iónovej batérie,” vyjadril sa Neil Dasgupta, jeden z autorov štúdie.
Funguje aj pri veľmi nízkych teplotách
Lítium-iónové batérie do elektromobilov, ktoré výskumníci vytvorili takýmto spôsobom, sa môžu nabíjať o 500 % rýchlejšie pri extrémne nízkych teplotách až do –10 stupňov Celzia. Štruktúra batérie a náter zabránili formácií lítiového plátovania na elektródach batérie cez tekutý elektrolyt. V chladných teplotách sa pohyb iónov spomaľuje, čo negatívne ovplyvňuje silu batérie a rýchlosť jej nabíjania.
Autori v rámci novej štúdie vysvetľujú, že ak chcú výrobcovia, aby mali batérie vyššiu kapacitu, musia zvýšiť hrúbku elektród, aké používajú v batériových článkoch. Vyšší dojazd znamená, že medzi jednotlivými nabíjaniami môže prejsť vodič viac kilometrov. Väčšia kapacita batérie však zároveň znamená aj to, že keď už elektromobil dáme na nabíjačku, bude sa nabíjať dlhšie.
Neprehliadni
Rýchlejšie nabíjanie výskumníci podporili aj tým, že v anóde batérie vytvorili drobné cestičky, ktoré majú veľkosť len 40 mikrónov. Vytvorenie týchto cestičiek umožnilo iónom lítia nájsť svoje miesto rýchlejšie, dokonca aj v hĺbke elektródy. Tým výskumníci zaručili viac rovnomerné nabitie.
“Vytvorenie cestičiek zrýchlilo nabíjanie pri izbovej teplote výrazným spôsobom, no nabíjanie v chlade bolo stále neefektívne. Podarilo sa nám ale odhaliť problém. Bola ním chemická vrstva, ktorá sa formovala na povrchu elektródy, keď reagovala s elektrolytom. Táto vrstva sa správa ako maslo, dokážeme cez ňu prejsť nožom keď je teplá a keď je chladná. Keď je ale chladná, ide to oveľa rýchlejšie. Ak chceme cez túto vrstvu nabíjať batériu rýchlo, vytvoríme nahromadenie lítiového kovu a spôsobíme niečo ako dopravnú zápchu,” hovoria autori štúdie.
Budúcnosť pre elektromobily
Výskumníci natreli batériou skleneným materiálom, ktorý bol široký približne 20 nanometrov. Vďaka tomu zabránili hromadeniu lítia a zároveň sa zistilo, že sa batéria nabíja výrazne rýchlejšie aj v chlade. Celkovo výskumníci dokázali vďaka týmto dvom zlepšeniam zefektívniť rýchlosť nabíjania až o 500%
Zároveň sme už spomenuli aj to, že nejde o nejaké výrazné zmeny batérie. Automobilky teda nemusia meniť celé svoje produkčné linky. Stačí im vykonať len malé zmeny a efektívnejšiu batériu môžu začať vyrábať aj ony. Otázkou ostáva, ako rýchlo sa môže táto batéria dostať do praxe.
Po uvedení na trh by práve táto batéria mohla byť technológiou, ktorá presvedčí viac ľudí siahnuť po elektromobile, namiesto po tradičnom automobile na spaľovací motor. Elektromobily však stále nie sú dokonalé. Veľké percento vodičov sa drží spaľovacích motorov a momentálne ich nepresvedčí nič. Ani pri agresívnom rýchlom nabíjaní, ktoré trvá 30 až 40 minút, sa nemôžeme rovnať tankovaniu paliva. V zime, konštatujú autori, sa nabíjací čas môže predĺžiť až na hodinu.
Komentáre