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.

https://www.youtube.com/watch?v=XSwAI5_PbE8

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