Novou nádejou pre lepšiu mobilitu sú Li-O2 batérie

ZDROJ | MIT News

Akumulátory, a v menšej miere aj primárne články na báze lítia určujú vývoj prenosných, mobilných  a ostatných autonómnych elektrospotrebičov minimálne posledných 15 rokov. Li-ion batérie sú tu však omnoho dlhšie a počas svojej existencie sa neustále vyvíjajú a zlepšujú.

Aj bez technologickej revolúcie prináša ich evolúcia postupne čoraz vyššiu energetickú hustotu, životnosť a bezpečnosť.

Pozrite siSamsung dvojnásobne zvýšil kapacitu Li-ion batérií. Vďaka grafénu

Ako nás však ľahko presvedčia naše notebooky, určite smartfóny, a niektorých priekopníkov aj elektromobily, revolučné batérie by sme naliehavo potrebovali.

Li-O2 baterie
ZDROJ | MIT News

Viacero technológií vyzerá nádejne, no majú aj svoje nedostatky. Patria k nim aj batérie Li-air, teda lítium-vzduch, ktoré majú vysokú objemovú hustotu energie, ale rýchlo degradujú a veľa energie počas nabíjania stratia v podobe tepla.

S kyslíkom, ale inak

Vedci z MIT, Argonne National Laboratory a Pekingskej univerzity však zrejme našli spôsob, ako tieto neduhy odstrániť. Vyvinuli lítium-kyslíkové batérie (Li-O2), ktoré ponúkajú  vysokú energetickú hustotu ako batérie  Li-air, ale bez ich nevýhod.

Namiesto čerpania kyslíka na spustenie chemickej reakcie zo vzduchu, ako je tomu pri lítium-vzduchových batériách, táto technológia vychádza z nanočastíc, ktoré viažu lítium aj kyslík a udržujú kyslík vo vnútri počas stavových zmien.

Pozrite siLi-air batérie sú nádejou (nielen) pre elektromobily

V novej variante prebiehajú medzi lítiom a kyslíkom pri nabíjaní a vybíjaní rovnaké elektrochemické reakcie, ale dejú sa bez toho, aby sa kyslík vrátil do plynnej formy.

Namiesto toho kyslík zostáva viazaný v pevnej zlúčenine a transformuje sa priamo medzi jej troma redoxnými stavmi. Je viazaný v troch rôznych pevných chemických zlúčeninách – Li 2O, Li2O2 a LiO2, ktoré sú zmiešané. Tým sa znižuje úbytok napätia päťnásobne z 1,2 V na 0,24 V, takže iba 8 percent elektrickej energie sa premení na teplo.

Výrazne to znižuje energetické straty a zabraňuje rýchlym zmenám objemu, ktoré inak prispievajú ku skracovaniu dĺžky života batérie. Li-O2 technológia je tiež tolerantnejšia k reálnym prevádzkovým podmienkam. Na rozdiel od Li-air jej nevadí styk s oxidom uhličitým a vlhkosťou, a je odolná voči prebíjaniu.

Li-O2 baterie-graf
ZDROJ | Paul Scherrer Institut

Celá úžasná správa má len jednu malú chybičku krásy, ktorá ale prekvapí len málokoho: momentálne tieto batérie existujú len v podobe laboratórneho výskumu. Nádejou je informácia, že do roka by sa mal objaviť funkčný prototyp, pretože výroba nevyžaduje špeciálne drahé materiály.

Nuž, držme palce a verme, že aj toto želiezko v ohni nakoniec posunie vývoj batérií dopredu.

Skeptici (či realisti?) z Tesly

Tesla Motors vie o batériách svoje, nielen preto, že sú rozhodujúcim komponentom elektromobilov a záložných systémov napájania Powerwall , ktoré Tesla vyrába.

Po spojení so sesterskou firmou SolarCity chce Tesla vyrábať aj autonómne systémy napájania pre rodinné domy, kde fotovoltaické panely spojené so záložnými akumulátormi umožnia odstrihnúť sa od siete.

Pozrite siTesla vie o batériach všetko, na zázraky neverí

Odborníci Tesly preto sledujú vývoj nových typov batérií, aj keď veľa optimizmu nevidia. Podľa Elona Muska totiž žiadny zo zhruba 60 projektov zatiaľ nie je životaschopný a nemôže konkurovať súčasným Li-ion batériám.

Čo ale neplatí dnes, zajtra môže byť rutinou. Zatiaľ preteky vývojárov pokračujú.

ZdrojMIT News

Komentáre k článku