Budú horčíkové batérie „zabijakom“ lítia?

Americkí vedci opäť o krok priblížili revolúciu v napájaní, keď vytvorili horčíkovú batériu s pevným elektrolytom.

Tím vedcov z Department of Energy (DOE) vo výskumnom centre Joint Center for Energy Storage Research (JCESR) objavil najrýchlejší magnézium-iónový pevný vodič (v tomto prípade použiteľný ako elektrolyt). Ten je hlavným krokom smerom k vytvoreniu magnézium-iónových batérií s tuhým elektrolytom, ktoré sú bezpečné a vyznačujú sa vysokou energetickou hustotou.

Pozrite siRevolúcia prichádza nenápadne. Prevratné batérie chystá Samsung aj Tesla

Výskumníci z Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) pri DOE a Argonne National Laboratory pracujú na horčíkovej batérii, ktorá ponúka vyššiu energetickú hustotu ako lítium. Ale problémom boli nevhodné vlastnosti kvapalných elektrolytov, z ktorých väčšina má korozívne tendencie voči elektródam.

Dnešné komerčné batérie používajú tekuté elektrolyty, čo predstavuje potenciálne riziko poškodenia, či dokonca vznietenia batérie. Platí to hlavne pre Li-ion batérie.

ZDROJ | Argonne National Laboratory

„Horčík je nová technológia, pre ktorú nemáme dobré tekuté elektrolyty,“ povedal vedúci výskumník laboratória Gerbrand Ceder. „Povedali sme si, prečo problémy nepreskočiť a nevytvoriť elektrolyt v pevnom stave?“

Výskumníci nakoniec uspeli pri selenidovom spineli s obsahom horčíka, ktorý má mobilitu iónov porovnateľnú s elektrolytmi používanými v lítium-iónových batériách. Tím zahŕňal aj vedcov z MIT a Argonne. Tieto inštitúcie poskytli výpočtové zdroje a experimentálne potvrdili mobilitu nového pevného elektrolytu.

Pozrite siSony chystá nástupcu Li-ion batérií. Vydrží o 40% dlhšie

Mimochodom, vývojom horčíkových (a ďalších typov) batérií sa zaoberá aj Sony a Toyota. Magnézium patrí k najrozšírenejším prvkom, je stabilné a jeho ióny dokážu viazať 2x väčší elektrický náboj ako lítium. Horčíkové batérie preto budú mať väčšiu energetickú hustotu ako Li-ion batérie.

Pozrite siHorčíkové batérie sú nádejou pre mobily, aj elektromobily

Súčasný výskum je však vysoko akademickou záležitosťou. Vlastnosti materiálu elektrolytu sa pri ňom skúmajú spektroskopiou na báze nukleárnej magnetickej rezonancie a od komerčnej fázy sú nové horčíkové batérie dosť vzdialené. K rovnakému verdiktu zatiaľ dospeli aj vedci z Toyota Research Institute of North America (TRINA).

Pozrite siVýstavba najväčšej svetovej Li-ion batérie úspešne dokončená

Dobrou správou však je, že pevné elektrolyty sa uplatnia aj pri Li-ion batériách, kde je výskum v podstatne pokročilejšej fáze. A k zlepšeniu parametrov – vyššia kapacita a rýchlejšie nabíjanie – dôjde aj u nich. Dá sa teda vcelku pozitívne konštatovať, že veci sa uberajú dobrým smerom a potenciál na zlepšovanie batérií je reálny v krátkodobom, aj v dlhodobom horizonte.

ZdrojA U.S. Department of Energy National Laboratory Managed by the University of California

Komentáre k článku