Lítium môže ísť do dôchodku. Nová zliatina horčíka predlžuje životnosť batérií až 400-násobne
Dnešný moderný svet je plne závislý od energie, ktorú bežne nevidíme. Je skrytá hlboko v útrobách našich smartfónov, notebookov a čoraz častejšie aj elektromobilov. S rastúcimi nárokmi na ekológiu a kapacitu však tradičné lítiovo-iónové články narážajú na svoje fyzikálne limity. Ako informoval technologický portál Tech Xplore, vedci z japonskej Tohoku University teraz dosiahli prelom, ktorý môže prepísať budúcnosť ukladania energie.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneVedecký tím pod vedením profesora Hao Liho vyvinul novú zliatinu horčíka a cínu. Táto zmes dramaticky zvyšuje stabilitu a prenos iónov v takzvaných solid-state batériách (batériách s pevným elektrolytom). Tento výskum by mohol definitívne vyriešiť jeden z najväčších problémov alternatívnych batériových technológií.
Horčíkové batérie s pevným elektrolytom sú už dlho považované za svätý grál budúcej energetiky. Ponúkajú totiž oveľa vyššiu hustotu energie, nižšie výrobné náklady a eliminujú riziko vznietenia, ktorým trpia dnešné lítiové akumulátory. Ich komerčnému nasadeniu však doteraz bránila extrémna nestabilita na rozhraní elektrolytu a elektródy.
Priemysel sa dlhé roky snažil nežiaducim chemickým reakciám na tomto rozhraní za každú cenu vyhnúť. Tieto procesy totiž postupne degradovali celkový výkon batérie. Japonskí výskumníci sa však rozhodli pre opačný, mimoriadne nekonvenčný prístup. Namiesto potláčania týchto reakcií ich začali cielene riadiť a využívať vo svoj prospech.
„Dlho sa s reakciami na rozhraní zaobchádzalo ako s nepriateľom, ktorého treba eliminovať,“ vysvetľuje profesor Hao Li. „Náš výskum ale ukazuje, že ak tieto reakcie správne usmerníme, môžu pomôcť horčíkovým solid-state batériám fungovať oveľa efektívnejšie.“
Kľúčom k úspechu bolo pridanie cínu (Sn) do horčíkovej anódy, čím vznikla stabilná intermetalická fáza Mg2Sn. Vedci využili pokročilé počítačové modelovanie a analýzu s vysokým prietokom dát z databázy Materials Project. Vďaka tomu preskúmali desiatky binárnych zlúčenín horčíka.
Tento systematický skríning im umožnil presne určiť, ktoré prvky dokážu vytvoriť stabilnú sekundárnu fázu. Výsledná zliatina vykazuje perfektnú rovnováhu medzi chemickou reaktivitou a rýchlosťou transportu horčíkových iónov.
Počas náročných elektrochemických testov dokázala nová anóda bez problémov fungovať viac ako 1300 hodín kontinuálneho nabíjania a vybíjania. To predstavuje až neuveriteľné, 400-násobné predĺženie cyklickej životnosti v porovnaní s čistým horčíkom, ktorý v rovnakých podmienkach rýchlo zlyhával.
Tento úspech otvára úplne novú kapitolu vo vývoji batérií novej generácie pre spotrebnú elektroniku aj elektromobilitu. Stabilný prenos iónov navyše zabraňuje tvorbe takzvaných dendritov – mikroskopických kovových ihličiek, ktoré často spôsobujú skrat a následné zničenie batérie.
Európsky kontext
Pre Európsku úniu a Slovensko, ktoré intenzívne investujú do transformácie automobilového priemyslu na elektrický pohon, je tento objav mimoriadne dôležitý. Solid-state technológie sú kľúčom k tomu, aby sa Európa zbavila závislosti od drahých lítiových surovín dovážaných z Ázie. Ak sa horčíkové batérie podarí dostať do masovej výroby, Slovensko ako automobilová veľmoc by z toho mohlo v budúcnosti profitovať.
Horčík je na Zemi navyše omnoho hojnejšie zastúpený ako lítium, čo by mohlo drasticky znížiť predajnú cenu budúcich elektromobilov. Zliatiny na báze horčíka a cínu sú navyše environmentálne oveľa prijateľnejšie a ľahšie recyklovateľné než súčasné materiály v Li-ion batériách.
Hoci výskum z Tohoku University je stále vo fáze laboratórneho testovania, ukazuje nám jasnú cestu k bezpečnejšej a udržateľnejšej energetike.
Čítajte viac z kategórie: Umelá inteligencia / AI
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Najväčšie obavy sa napĺňajú, Anthropic upozorňuje na klonujúcu sa AI mimo dátových centier

Dôchodky Slovákov môžu naraziť na veľký problém. AI ľudí nahrádza, odvody však neplatí

Zákazy obišla, akoby nič. Umelá inteligencia si spravila falošný prehliadač a pokúsila sa o niečo desivé

Slováci vytvorili AI videoklip a uspeli s ním až Hollywoode. Stačilo im na to len 300 dolárov

Astronómovia pustili AI k riadeniu teleskopu. Svojím prvým rozhodnutím ich poriadne prekvapila
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
PREMIUMTakto si prilepšia seniori s penziou 600, 800 či 1 000 eur: Dôchodky môžu čeliť zmenám (ROZHOVOR)

Zo Slovenska k moru aj uprostred zimy: Wizz Air otvára nové linky, prvé lety štartujú už o pár dní

Na Slovákov čaká na D1 pasca, hrozí pokuta až 1 000 eur. Na jednom úseku je obmedzená rýchlosť na 80 km/hod.

Penta a J&T spojili sily s českými miliardármi. Získali sieť 350 lekární za miliardy

Obsahuje nebezpečnú baktériu: Metro sťahuje z pultov obľúbenú pochúťku, hrozí riziko ochorenia nervového systému
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- 4 roky čakania sa skončili. Akčný hit konečne dorazil online aj s dabingom
- VIDEO: Najväčšie fantasy roka prichádza. Dorazí už na budúci mesiac, ukazuje veľkú vojnu
- Internet čaká prelom. Pod Atlantikom vznikne 7 000-kilometrový kábel s rekordnou rýchlosťou
- Slovákov čaká od novembra veľká zmena. Začne platiť Euro 7, neminie ani elektromobily (PREHĽAD)
- EÚ ide po vodičoch. Drastické zmeny pocítia aj Slováci, za toto ti môžu zobrať vodičák (PREHĽAD)
-
- Američania dali zbraň ako zo sci-fi do e-shopu. Mikrovlnami dokáže vyradiť celé roje dronov
- Dron z výroby pri Prešove vydrží vo vzduchu 24 hodín. Nová hrozba ho prinútila meniť kurz
- Francúzi ukázali novú ničivú zbraň. Jadrový kolos s 5 200 tonami dokáže útočiť aj na pevninu
- Po 40 rokoch sa vrátili do zlatej bane a našli jackpot. Kritický materiál dostanú zbrane budúcnosti
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Kúpia pokročilé systémy za milióny eur
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
PREMIUMTakto si prilepšia seniori s penziou 600, 800 či 1 000 eur: Dôchodky môžu čeliť zmenám (ROZHOVOR)

Zo Slovenska k moru aj uprostred zimy: Wizz Air otvára nové linky, prvé lety štartujú už o pár dní

Na Slovákov čaká na D1 pasca, hrozí pokuta až 1 000 eur. Na jednom úseku je obmedzená rýchlosť na 80 km/hod.

Penta a J&T spojili sily s českými miliardármi. Získali sieť 350 lekární za miliardy

