Opotrebenie batérií pozná každý z nás. Či už ide o tvoj smartfón, ktorý po dvoch rokoch nevydrží ani do večera, alebo o elektromobil, ktorého dojazd po desiatich rokoch klesne z pôvodných 540 kilometrov na necelých 320 kilometrov. Výmena akumulátora v elektromobile ťa pritom dnes môže stáť tisíce eur, čo celú investíciu do ekologickejšej dopravy výrazne predražuje.

Tím fyzikov pod vedením profesora Michaela Pravicu z Nevadskej univerzity v Las Vegas sa preto rozhodol hľadať spôsob, ako tento proces zvrátiť. Ako vyplynulo z najnovších zistení, kľúčom k úspechu by mohlo byť niečo, čo bežne poznáme z nemocničného prostredia – röntgenové žiarenie.

Röntgen ako dláto na uviaznuté ióny

Keď nabíjaš a vybíjaš svoje zariadenia, lítiové ióny neustále putujú medzi anódou a katódou. Časom sa však v mikrotrhlinách materiálu začnú zachytávať a zostanú tam uväznené. Kapacita akumulátora preto neúprosne klesá. Profesor Pravica prišiel na to, že vysokoenergetické röntgenové lúče dokážu fungovať ako akési mikroskopické dláto.

Röntgenové žiarenie je forma vysoko koncentrovanej elektromagnetickej energie. Keď prenikne do batérie, ionizuje prostredie a vytrhne elektróny z molekúl a atómov. Tento proces dokáže uviaznuté lítiové ióny oslobodiť a vrátiť ich späť do hry. Výsledkom je, že batéria získa späť kapacitu, ktorá je veľmi blízka stavu nového článku.

Zachránia ti tisíce eur

Predstav si, že namiesto drahej výmeny batérie v elektromobile po desiatich rokoch ju jednoducho necháš zregenerovať. Podľa Pravicu by vodiči namiesto desiatich rokov prevádzky auta mohli získať 15 až 20 rokov, čo by im ušetrilo obrovské finančné prostriedky. Táto technológia by sa dala použiť pre elektromobily, elektrické vlaky, záložné zdroje pre firmy, ale aj pre bežné smartfóny.

Hoci pomocou správnych nastavení smartfónu dokážeš denne ušetriť desiatky percent batérie, skutočnému hardvérovému opotrebovaniu tým nezabrániš. Röntgenová regenerácia by však mohla byť skutočným hardvérovým resetom pre degradované články. Kým v minulosti sa na vyvolanie podobných chemických zmien museli používať extrémne vysoké teploty a tlaky, röntgenové žiarenie otvára dvere úplne novému odvetviu chémie pomocou vysokej energie.

Zelenšia budúcnosť pre celú planétu

Ekologický rozmer tohto objavu je rovnako dôležitý ako ten finančný. Vyhadzovanie starých akumulátorov predstavuje obrovskú záťaž pre životné prostredie. Ak sa batérie správne nezrecyklujú, hrozí únik nebezpečných kyselín a olova. Aj preto vedci hľadajú rôzne cesty – kým jedni vyvíjajú alternatívy, kde ako príklad slúži sodíková batéria, ktorú nezničí ani rozrezanie za chodu, tím z UNLV sa snaží predĺžiť životnosť tých súčasných, lítiových.

Cieľom vedcov je vybudovať kompletný ekosystém pre batérie – od ťažby lítia cez výrobu až po regeneráciu a následnú recykláciu. Akumulátory by tak vôbec nemuseli končiť na skládkach, ale točili by sa v obehovom hospodárstve oveľa dlhšie.

Čítajte viac z kategórie: Umelá inteligencia / AI