Hliníková batéria: expresné nabíjanie, extrémna životnosť

Na batériách je závislá celá armáda našich mobilných a prenosných IT zariadení, aku-náradia a mnohých iných gadgetov. A bude horšie! Všetky tie nositeľné vecičky od smart hodiniek, náramkov a senzorov, po inteligentné okuliare, odevy a ktovie čo ešte, bude životne závislá na batériách. Vlastne dnešná výdrž smart hodiniek je celkom zábavná, nemyslíte?

alu-bat1

V parametroch batérií hrá popri kapacite (máme na mysli mernú kapacitu, teda objemovú, alebo gravimetrickú hustotu energie) dôležitú úlohu aj ich životnosť, rýchlosť nabíjania, bezpečnosť a takisto cena. Kým dnes bežné lítium-iónové batérie dosahujú dobrú energetickú hustotu (Li-Pol okolo 250 Wh/kg), s rýchlosťou nabíjania nie sme celkom spokojní.

Hoci prípadov kolízii nie je veľa, občas môže u nich dochádzať aj k prehriatiu, ba aj výbuchu a životnosť 1000 nabíjacích cyklov nám po dvoch rokoch používania mobilu, či notebooku, takisto skomplikuje život.

POZRITE SI: Svätý grál batérií je na dosah. Sakti3 zmenia svet

Mohli by to napraviť nové hliníkové batérie, ktoré vzácne lítium nahradili jedným z najrozšírenejších prvkov v zemskej kôre. Batérie podobné alobalu vyvinul tím chemikov zo Stanford University. Batéria používa hliníkovú anódu a grafitovú katódu. Elektrolytom je špeciálny soľný roztok.

O hliníkové batérie sa vedci pokúšali už v minulosti, mali však životnosť len okolo 100 nabíjacích cyklov. Nové hliníkové batérie vydržia údajne až 7500 nabíjacích cyklov bez straty kapacity, čo je viac ako sedemnásobok životnosti Li-ion batérií. Navyše sa nabijú len za minútu a ani pri ich mechanickom poškodení nehrozí nebezpečenstvo požiaru, uviedol autor projektu, profesor chémie na Stanford University Hongjie Dai.

alu-bat2

Aj v tomto technologickom zázraku sa však skrýva háčik. Batérie dosahujú napätie na bunku len 2 volty, čo je zhruba polovica oproti Li-ion batériám. Tento nedostatok sa síce dá ľahko vyriešiť sériovým spojením dvoch buniek, zväčší sa tým ale objem batérie. Ten by bol pri porovnateľnej kapacite podstatne väčší aj bez toho, pretože nové hliníkové batérie majú podľa portálu GIZMODO aktuálnu energetickú hustotu len okolo 40 Wh/kg.

POZRITE SI: Superkapacitory – energia ľahko, rýchlo, ale nie lacno

To je zhruba šestina energetickej hustoty Li-ion batérií. Aj tie však k hodnotám cez 200 Wh/kg prišli až postupne.

Keďže hliníkové batérie sú zatiaľ v štádiu prototypu, nie je dôvod domnievať sa, že ďalší výskum mnohé nedostatky neodstráni. Navyše napätie na úrovni 2V nie je problémom ani dnes. Stačí si uvedomiť, že obrovské množstvo alkalických, alebo dobíjateľných „tužkových“ batérií formátu AA a AAA, ktoré sa používajú po celom svete, má napätie 1,5V, resp. 1,2V (v prípade dobíjateľných článkov NiMH).

Takže uvidíme, možno by sme v mnohých aplikáciách preferovali skôr možnosť bleskového nabitia, ako veľkej kapacity. Aj keď ideálne je, samozrejme, oboje.

Zdroj: Stanford University

Komentáre k článku