Čínsky prielom. Táto batéria by mohla zmeniť elektromobily a ďalšie

22.2.2024 Redakcia Auto trendy (Foto: youtube.com/@autodriveauto).

Lacnejšia, dostupnejšia a bezpečnejšia – takáto batéria by bola obrovskou podporou pre ekologický prechod. Po vynáleze čínskych vedcov sme o krok bližšie. Ich prototyp batérie založený nie na (relatívne vzácnom) lítiu, ale na veľmi dostupnom vápniku, by mohol priniesť revolúciu v skladovaní energie.

Tím výskumníkov z Fudanskej univerzity vytvoril batériu, ktorá má byť „lacnejšou a bezpečnejšou“ alternatívou k dnes bežne používaným lítium-iónovým batériám, informuje South China Morning Post. Ich vápnikovo-kyslíková batéria sa úspešne nabila a vybíjala 700-krát pri izbovej teplote, čo je prvý takýto úspešný test tohto typu batérie.

Prečo by tento vynález mohol byť prelomový? Batérie s obsahom lítia sa dnes používajú vo veľkom rozsahu: od smartfónov až po elektromobily a skladovanie energie. Majú vysokú energetickú hustotu, t. j. dokážu „uskladniť“ veľké množstvo energie v pomere k svojej hmotnosti. Lítium potrebné na ich výrobu je však spojené s mnohými problémami.

Zásoby surovín sú rozhodujúce

Po prvé, jeho zásoby sú pomerne obmedzené, čo ovplyvňuje aj cenu suroviny. Po druhé, známe zdroje sú sústredené v niekoľkých krajinách. Čile, ktoré sa môže pochváliť najväčšími zásobami, má takmer desaťkrát viac lítia ako Spojené štáty, ktoré sú v tomto ohľade na piatom mieste. Okrem Austrálie a Číny má veľa lítia aj susedná Argentína. A to je všetko. Koncentrácia môže mať negatívny vplyv na ceny aj bezpečnosť dodávok (hoci v budúcnosti by to zmiernila dobre fungujúca recyklácia batérií). A napokon, ťažba lítia predstavuje veľkú záťaž pre životné prostredie, najmä pre vodné zdroje. Dopyt po lítiu v dôsledku prechodu na energetiku bude rýchlo rásť.

Svetové zásoby vápnika sú tisíckrát väčšie. Batérie založené na tejto surovine by boli lacnejšie a dostupnejšie. To by napríklad znížilo cenu elektromobilov – batéria tvorí až 40 % ceny elektromobilu, hoci sa predpokladá, že v budúcich rokoch ceny klesnú. Lacnejšie batérie by tiež pomohli uskladňovať energiu zo zdrojov závislých od počasia, ako sú veterné a solárne elektrárne, za nižšiu cenu.

Technologický prielom

Ak môžu mať batérie na báze vápnika mnoho výhod, prečo nie sú bežné? Ich konštrukcia je spojená s mnohými technickými problémami. Vynález čínskych vedcov je dôležitý, pretože sa im podarilo vyriešiť jeden z nich.

Doteraz bolo ťažké stabilne a opakovane nabíjať a vybíjať batérie pri izbovej teplote. Problémom bolo nájsť vhodný elektrolyt, t. j. látku, ktorá umožňuje nabíjanie a vybíjanie batérií bez reakcie s vápnikom. Takéto reakcie rýchlo znižovali pracovnú kapacitu batérie.

Tímu z Fudanu sa tento problém podarilo vyriešiť. Batériu s elektrolytom, ktorý vyvinuli, možno pri izbovej teplote nabiť a vybiť 700-krát bez výraznejšej straty jej vlastností. Tento výsledok je porovnateľný s lítium-iónovými batériami používanými v súčasnosti.

Ďalšia práca ponúka šancu na jej rozšírenie

Navyše batéria, ktorú navrhli, môže byť flexibilná a ohýbať sa až o 180 stupňov. Výskumníci ju v rámci testu strojovo všili do látky. To ponúka potenciál na nové využitie, napríklad elektronické zariadenia ako súčasť oblečenia.

Batéria z Fudanu je zatiaľ prototypom, ktorý má svoje obmedzenia a nie je pripravený na komerčné využitie. Podľa výskumníkov však ďalšia práca ponúka šancu na jej rozšírenie.

Ľudia, ktorí vlastnia auto, už možno počuli o vápnikových batériách – pretože vápnikové batérie nájdete v predajniach automobilov. To však nie je to isté ako batérie, na ktorých pracujú čínski vedci. Tie, ktoré sú dnes dostupné v obchodoch, sú v podstate štandardné olovené batérie, ktoré majú malý prídavok vápnika. V novom type batérie nie je vápnik prídavkom na zlepšenie funkcie, ale „srdcom“ batérie, t. j. nosičom náboja.

Redakcia Auto trendy.

Súvisiace články:

Čínsky experiment. Autá dodali 2 megawatty elektrickej energie

Elon Musk opäť znižuje ceny Tesly. Tentoraz má však akcia „háčik“