Vyrobili ďalšiu revolučnú batériu. Nabíja sa až 10-krát rýchlejšie ako súčasné lítium-iónové

Stojíme na pokraji malej revolúcie v oblasti batérií, alebo ide len o ďalšiu batériovú senzáciu, o ktorej už nikdy nebudeme počuť? Skupina ruských vedcov na čele s Olegom Levinom z Petrohradskej univerzity tvrdí, že disponujú úplne novým typom batérie, ktorá sa podľa ich slov dokáže nabiť až 10-krát rýchlejšie ako súčasne využívané lítium-iónové batérie. O téme informoval portál ScienceAlert.

Lítium-iónové batériu sú všade, čo ich nahradí?

Či chceme alebo nie, lítium-iónove batérie sú súčasťou nášho každodenného života. Nájdeme ich takmer všade, od smartfónov, až po elektrické automobily. Tieto batériu sú však v mnohých situáciách sprevádzané vlnou kontroverzie. Predovšetkým je kritizovaná ich strata výkonu pri nízkych teplotách, ich dopad na životné prostredie, rýchlosť nabitia či horľavosť, ktorej sme sa zvlášť venovali v tomto podrobnom článku.

APB Corporation

Kritika neobchádza ani proces výroby. Vznik lítium-iónových batérií je totiž pomerne náročný, pri ktorom sú potrebné kladné a záporné elektródy spolu s elektrolytom. Záporné elektródy sú väčšinou vyrobené z uhlíka alebo grafitu, pozitívne sú vyrobené z oxidu kovov a elektrolyt je zložený zo soli lítia v organickom rozpúšťadle.

Nahradiť tieto batérie sa pokúša mnoho vedeckých tímov už niekoľko rokov, no zatiaľ to vyzerá tak, ako by všetka snaha vychádzala navnivoč. Zaujímavosťou je, že aj John Goodenough, „otec“ lítium-iónovej batérie a laureát Nobelovej ceny za chémiu v roku 2019, začal spolupracovať s kórejskou firmou na novej revolučnej batérii.

Za zmienku určite stoja aj ďalšie batérie, napríklad taká batéria od QuantumScape, ktorá minulý rok na „Deň batérií“ oznámila, že úspešne vybudovala solid-state batériu s pevným elektrolytom, ktorá má v porovnaní so súčasnými akumulátormi vyšší výkon, výdrž a rýchlosť nabíjania. Ako sa však ukázalo, všetky predostreté výsledky pochádzajú z laboratórnych testov vykonaných s jednovrstvovými článkami, pričom skutočná batéria by musela mať niekoľko desiatok vrstiev, ktoré navzájom spolupracujú.

Revolučná batéria alebo ďalšia technológia odsúdená na zabudnutie?

Ako píše web EurekAlert, novú prevratnú batériu vyrába aj tím Olega Levina, o čom svedčí aj ich štúdia publikovaná v periodiku Batteries and Supercaps. V nej sa vedci pochválili batériou vyrobenou z polyméru, ktorú možno nabiť až 10-krát rýchlejšie ako tradičné lítium-iónové batérie. Navyše, všetko už bolo podľa Levina vedecký preukázane v sérii experimentov.

Presnejšie si nová batéria zakladá na redoxných polyméroch obsahujúcich nytroxil. Inými slovami, z druhu materiálu, ktorý pri vybíjaní a nabíjaní dokáže prechádzať reverzibilnou oxidáciou (strata elektrónov) a redukciou (zisk elektrónov).

Pri využití týchto polymérov sa však vedci museli spočiatku oboznámiť s nedostatočnou elektrickou vodivosťou. Riešením bola syntetizácia polyméru na báze nikel-salénového komplexu, tzv. NiSalenu, kde reťazce z niklu a atómy salénu pôsobia ako „molekulárny drôt“ zvyšujúci elektrónovú vodivosť.

Vývoj tohto polyméru trval celé tri roky. Pri testovaní skúmali množstvo rôznych typov polymérov, ale iba NiSalen sa ukázal ako dlhodobo stabilný a efektívny. Podľa dostupných informácií za túto efektivitu môže najmä spôsob ako niklové a salénové štruktúry navzájom „spolupracujú“. Štruktúry totiž poskytujú cestu elektrickému prúdu, správajú sa ako kolektor, a zároveň podporujú redoxnú kapacitu uvedenej látky.

Ďalším obrovským plusom batérie je jej stabilný výkon pri nízkych teplotách, v čom vysoko predbieha staré známe lítium-iónové batérie. Všetko to však má jeden gigantický háčik, ktorý využitie novej batérie odsudzuje na samotný okraj použiteľnosti. Navrhovaná batéria disponuje iba extrémne malou kapacitou, dokonca tak malou, že na lítium-iónové batérie stráca celých 40 %.

V súčasnosti odborníci pracujú na odstránení tohto problému a bude určite nesmierne zaujímavé sledovať, ako sa celá situácia vyvinie. Autori však upozorňujú, že polyméry na báze nitroxylu by mali mať v konečnom dôsledku dobrý kapacitný potenciál a je len otázkou času, kedy sa túto batériu podarí vyladiť.

Konkurent Tesly zo Slovenska

Ako iste vieš, téma elektromobility je neodlúčiteľne spojená s vývojom a výrobou batériových článkov, na čom sa podieľajú najmä technologický giganti. Jedna firma, ktorej už teraz predpovedajú mnohí žiarivú budúcnosť, sídli aj priamo na Slovensku.

Reč je o „slovenskej gigafactory“ InoBat, ktorá vyvíja batériové články priamo na mieru pre svojich zákazníkov. V čom sú unikátne batérie spoločnosti InoBat, kedy uvidíme tieto batérie v elektromobiloch, aká je ich životnosť, ale aj mnoho ďalších zaujímavých informácií nájdeš v našom exkluzívnom rozhovore.

Čítajte viac z kategórie: Elektromobilita