Vedci šokovali svet. Dramaticky zlepšili životnosť batérií elektromobilov pomocou dreva

Zdá sa, že ďalší veľký krok pri vývoji batérií pre elektromobily môže pochádzať z drevín. Vedci z Tokijskej univerzity predstavili extrémne tenký film z drevnej celulózy, ktorý má za úlohu zabrániť rastu dendritov – ostrých kovových štruktúr v batériách spôsobujúcich skraty a zníženie životnosti batérie. Tento materiál nielenže obmedzuje degradáciu, ale podľa publikovanej štúdie v ACS Applied Nano Materials dokáže predĺžiť cyklickú životnosť batérií až o 70 %. Na tému upozornil portál Interesting Engineering. 

Stabilita rozhrania a menšia degradácia

Film má hrúbku okolo 10 mikrometrov – teda menej ako štvrtina hrúbky ľudského vlasu. Vytvára bariéru medzi lítiom a elektrolytom, ktorá stabilizuje povrch elektrody a zabraňuje nekontrolovanému rastu dendritov. Experimenty ukázali výrazne zníženú degradáciu, čo vedie k dlhšiemu životnému cyklu batérií. Vedci pod vedením profesora Hirošiho Senoo teda získali výsledky, ktoré by mohli znamenať technologický prelom v oblasti EV batérií.

Ďalší javorový príbeh? Michigan skúša lignín

Podobný koncept skúmali aj výskumníci z Michigan State University. Použili lignín – prírodný polymér z dreva – na výrobu separačnej vrstvy vo vnútri lítiových batérií. Tá vydržala extrémne teploty až do 300 °C a zároveň predĺžila životnosť batérií o 60 %, pričom výrazne znížila riziko skratu alebo požiaru. Lignínový film sa navyše vyrába suchou technológiou bez toxických rozpúšťadiel, čo výrazne zvyšuje jeho environmentálnu udržateľnosť.

Techxplore

Od laboratória k realite?

Obe technológie – drevená celulóza aj lignín – sa zatiaľ nachádzajú v pilotnej fáze. Japonskí vedci rokujú s priemyselnými partnermi, aby preniesli výrobu do veľkovýroby. Podobne i tím z MSU plánuje škálovateľnú výrobnú linku. Ak sa to podarí, výhľad je jasný: dlhšia životnosť batérie znamená menej výmen, nižšie náklady a ekologickejšia výroba.

Prírodné materiály ako celulóza alebo lignín teda predstavujú perspektívnu cestu k rozvoju technológií bez toxických plastov a degradácie. Ich mechanická robustnosť, ekologická výroba a nízke ceny môžu byť kľúčom k budúcnosti batérií.

Batérie do elektromobilov podľa prieskumu portálu Geotab bežne každoročne strácajú asi 1,8 % svojej pôvodnej kapacity – pri bežnom tempom degradácie tak po desiatich rokoch zostane približne 82 % kapacity. Ak by drevený film spomalil degradáciu o polovicu, batérie by si zachovali okolo 90 % pôvodnej kapacity aj po jednej dekáde, čo by znamenalo výrazne menej výmen, vyššiu spoľahlivosť a lacnejší servis pre majiteľov EV. Prírodný materiál ako celulóza je pritom ľahký, bezpečný a ekologický – a ak zafunguje, môže to znamenať reálny posun v technológii batérií.

Čítajte viac z kategórie: Elektromobilita