Automobilový svet presedláva z vozidiel so spaľovacími motormi na elektromobily, z čoho má najväčšiu radosť planéta. Elektrické autá však majú ešte čo dolaďovať, najmä čo sa týka batérie a jej nabíjania či dojazdu, keďže jej životnosť už v blízkej budúcnosti problémom zrejme určite nebude.

Lenže ešte by sme potrebovali zrýchliť nabitie tejto batérie a pritom nedegradovať jej životnosť. V tejto oblasti už vedci naplno zarezávajú niekoľko rokov, no až teraz sa zdá, že by sme mohli byť naozaj blízko prelomu. Tím výskumníkov z University of Science and Technology of China predstavil novú technológiu, ktorá môže zmeniť budúcnosť elektromobility, upozorňuje portál InterestingEngineering.

Nová éra elektrokatalýzy v batériách

Vývoj v oblasti batérií pre elektromobily napreduje míľovými krokmi, čo potvrdili aj výskumníci v Číne. Ich inovatívna batéria využíva anódu z čierneho fosforu s prímesou síry, vďaka čomu dokáže dobiť 80 % svojej kapacity už za neuveriteľných 9 minút. Táto prelomová technológia zároveň sľubuje výdrž viac ako 300 nabíjacích cyklov bez výraznej straty výkonu.

Významným prvkom tejto technológie je využitie elektrokatalýzy v tuhom stave. Doteraz bola elektrokatalýza v lítium-iónových batériách obmedzená na rozhrania medzi kvapalinou a pevnou látkou, alebo plynmi a pevnou látkou. Tím čínskych vedcov však posunul tieto hranice a umožnil ultrarýchle nabíjanie pomocou pokročilej anódy z čierneho fosforu „dopovanej“ sírou, ktorá spolupracuje s katódou z oxidu lítneho kobaltu.

ACS Publications

Tento technologický posun znamená veľký krok vpred pre batérie s vysokou energetickou hustotou a ultrarýchlym nabíjaním, čo má obrovský potenciál pre priemyselné aplikácie, predovšetkým v oblasti elektromobility.

Inovácia v materiáloch batérií

V tradičných lítium-iónových batériách sú najčastejšie používané anódy z grafitu. Nové materiály, ako sú kremík a fosfor, ponúkajú vyššiu špecifickú kapacitu, avšak majú problémy s rýchlosťou nabíjania kvôli pomalému pohybu lítiových iónov. Nová technológia „dopovania“, kde sú do štruktúry anódy zámerne zavádzané cudzie atómy, tieto problémy rieši.

V prípade novej batérie boli použité atómy síry, ktoré výrazne zlepšujú vodivosť a stabilitu anódy. Výsledkom je zvýšenie počtu reaktívnych miest v anódovom materiáli a zlepšenie kinetiky reakcie, čo umožňuje rýchlejšie a efektívnejšie nabíjanie.

Výhody pre elektromobily

Batéria vyvinutá tímom vedcov ponúka hustotu energie 302 Wh/kg, čo je vynikajúci výkon pre lítium-iónové batérie. S takouto technológiou by nabíjanie elektromobilu mohlo trvať len niekoľko minút, čo by výrazne zlepšilo používateľský komfort a zvýšilo atraktivitu elektrických vozidiel na trhu.

Okrem toho, stabilita batérie počas viac ako 300 nabíjacích cyklov zaručuje dlhodobú životnosť, čo je ďalší kľúčový faktor pre rozvoj elektromobility.