Serwis pod patronatem magazynu
Naukowcy z Illinois Institute of Technology (IIT) oraz Argonne National Laboratory Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych (DOE) opracowali nowy typ akumulatora. Według nich bateria litowo-powietrzna pozwoli na pokonanie dystansu ponad 1600 km. Jak to możliwe?
O rewolucji w dziedzinie akumulatorów słyszy się od dłuższego czasu. Mimo to nadal praktycznie nikt nie wdrożył swoich przełomowych rozwiązań do produkcji. Światełkiem w tunelu jest jednak fakt, że cały czas istnieje przestrzeń na doskonalenie konstrukcji baterii.
Akumulator, opracowany przez IIE i DOE mógłby znaleźć zastosowanie nie tylko w samochodach osobowych, ale również w ciężarowych, a nawet w samolotach. Co istotne, wyniki badań naukowców opublikowano w renomowanym magazynie Science.
Ogniwo litowo-powietrzne (li-air) zostało przetestowane laboratoryjnie na około 1000 cyklach stabilnych ładowań/rozładowań. Do tej pory słaba żywotność i wysoka degradacja stanowiły przeszkodę w rozpowszechnieniu tego typu baterii. Naukowcom z IIT i DOE udało się jednak rozwiązać wszystkie wcześniejsze problemy, dzięki czemu uzyskali nie tylko wyjątkowe właściwości w zakresie bezpieczeństwa, ale i gęstości energii.
Oczekuje się bowiem, że dalsze prace nad akumulatorem przyniosą gęstość energii na poziomie 1200 Wh/kg. To o około 4 razy więcej niż dysponują teraz najlepsze baterie litowo-jonowe. Standardowa gęsto wynosi obecnie 160-300 Wh/kg, a najlepszą legitymuje się akumulator Nio – 360 Wh/kg.
Trzeba pamiętać, że im wyższa gęstość, tym akumulatory mogą być lżejsze. W rezultacie samochody elektryczne prawdopodobnie zaczęłyby ważyć mniej niż ich spalinowe odpowiedniki. W efekcie mogłoby pokonać na jednym ładowaniu ponad 1600 km.
Podstawą wspomnianych cudownych właściwości nowych baterii litowo-powietrznych (li-air) jest odpowiedni skład chemiczny, połączony ze stałym elektrolitem. Poza tym zapewnia on wysoki poziom bezpieczeństwa, ponieważ zapobiega przegrzewaniu się ogniw.
Co więcej, nowo opracowany elektrolit „składa się z ceramicznego materiału polimerowego, wykonanego ze stosunkowo niedrogich pierwiastków w postaci nanocząsteczek” – twierdzą naukowcy z IIT i DOE. Dzięki jego zastosowaniu powstaje tlenek litu, którego reakcja chemiczna polega na uwolnieniu do 4 elektronów na cząsteczkę tlenu (1 do 2 elektronów w przypadku nadtlenku litu).
I właśnie to kryje się za wyższą gęstością energetyczną nowej baterii. Co istotne, uwolnienie 4 elektronów następuje w temperaturze pokojowej, co pozwala na wyeliminowanie konieczności stosowania zbiorników powietrza. W tym przypadku powinno wystarczyć samo pompowanie powietrza z otaczającego środowiska.
Nowa technologia, jak zresztą wiele przed nią, brzmi obiecująco. Teraz trzeba czekać na jej „wyjście” z laboratorium i testy w naturalnym otoczeniu. Oczywiście, aby później akumulatory litowo-powietrzne trafiły do produkcji, musi to być ekonomicznie opłacalne.
