Revolúcia v uchovávaní energie? Predstavili lacnú náhradu klasických lítiovo-iónových batérií

Už si to ani neuvedomujeme, ale všetky technológie okolo nás využívajú istým spôsobom batérie vo väčšej či menšej miere. Aj zariadenie, na ktorom čítate tento článok má v sebe s veľkou pravdepodobnosťou práve lítiovo-iónovú batériu. Tento zdroj energie má svoje nesporné výhody, avšak aj nevýhody. Preto vedci stále pátrajú po nových a lepších technológiách. A jednu sa teraz podarilo vyvinúť na Washingtonskej štátnej univerzite.

Na-ion

Alternatívou podľa vedcov sú sodíkovovo-iónové (Na-ion) batérie, ako píše portál Science Alert.  Tie majú veľký potenciál, keďže ich výroba môže byť efektívnejšia kvôli lacnejšiemu vstupnému materiálu, ale aj kvôli lacnejšiemu procesu výroby samotnej batérie. Môžu fungovať rovnako ako klasické batérie a uchovávať rovnaké množstvá energie.

Jednou z oblastí, kde môžu Na-ion batérie skutočne užitočné, je skladovanie energie vo veľkom meradle. To bude mať s prechodom na obnoviteľnú energiu veľký význam, keďže bude čoraz viac potrebné riešiť skladovanie vyprodukovanej elektriny, ktorá sa nedokáže okamžite spotrebovať.

„Kľúčovou výzvou je, aby batérie mali vysokú hustotu energie a dobrú životnosť cyklu,“ hovorí materiálový inžinier Junhua Song z Národného laboratória Lawrence Berkeley.

Lítium zatiaľ vyhráva

Lítium-iónové batérie majú momentálne výhody oproti tým sodíkovým. Vydržia dlhšie a dokážu v sebe uchovať väčšie množstvo energie.

Jedným z dôvodov je to, že sodíkovo-iónové batérie majú sklon hromadiť na povrchu katódy neaktívne kryštály sodíka, čo znižuje životnosť batérie. Aby tento problém vyriešili, vedci vytvorili katódu s vrstevnými oxidmi kovov a vyvinuli tekutý elektrolyt, ktorý obsahuje vyššiu koncentráciu iónov sodíka. To vytvorilo slanšiu zmes vo vnútri batérie, lepšiu interakciu s katódou a zabránilo zhromažďovaniu kryštálov sodíka na povrchu katódy.

Vďaka tomu si Na-ion batéria aj po 1 000 nabíjacích cykloch stále uchováva 80 % z pôvodnej kapacity.

„Je to významný rozvoj v sodíkovo-ionovom výskume batérií,“ hovorí vedecký tím.

Sú to zatiaľ najlepšie výsledky, ktoré sa kedy dosiahli pri vývoji takýchto batérií a podľa vedcov to dokazuje, že ide o životaschopnú technológiu, ktorá je porovnateľná s lítiovo-iónovými batériami. Navyše, sodík je oveľa lacnejší ako pomerne drahé lítium.

Tu to ale neskončilo. Výskumníci chcú lepšie preskúmať vzájomné pôsobenie medzi elektrolytom a katódou a zlepšiť ich účinnosť. Taktiež chcú eliminovať použitie kobaltu, ktorý je drahý a ťažko dostupný.

„Ak nájdeme schopné alternatívy k lítiovým a kobaltovým látkam, sodíkovo-iónová batéria by skutočne mohla konkurovať súčasným batériám. A to by zmenilo hru,“ dodávajú v závere vedci.

Pozri aj:

V Kanade vzlietlo prvé plne elektrické lietadlo. Lietanie môže byť ekologickejšie, než kedykoľvek predtým