Vedci z univerzity v Cambridge vytvorili v laboratóriu funkčnú a nabíjateľnú Li-air batériu, ktorá disponuje mnohonásobne vyššou hustotou ako súčasné Li-ion batérie. Minimálne 10 rokov však dostupná nebude.
Li-air (Li-O2), či po slovensky lítium-vzduchové batérie (niekedy označované aj ako lítium-kyslíkové) nie sú novinkou a vedci sa s nimi zapodievajú už dlhé roky. Predošlé Li-air batérie síce uchovávali v sebe elektrickú energiu, no nemohli byť často nabíjané čím sa stali nepoužiteľné pre bežné využitie. Problémom bol tiež kyslík, ktorý vo vnútri batérie vytváral nechcené chemické reakcie a batérie boli nestabilné. Tím z Cambridgskej univerzity však vo štvrtok prišiel s novou Li-air batériou, ktorá netrpí problémami predošlých Li-air batérií. Nová baterka má totiž vysokú hustotu energie a je možné ju nabíjať viac ako 2000-krát. Vedci tvrdia, že ich batéria je teoreticky o viac ako 90% efektívnejšia.
Predošlé Li-air batérie vytvárali ako vedľajší produkt peroxid lítia (Li2O2). Baterka z Cambridge však produkuje hydroxid lítny (LiOH), ktorý dokázali výskumníci odstraňovať z batérie počas nabíjania a vybíjania. Dokonca tiež zistili, že dodanie malého množstva vody do baterky situáciu ešte zlepšilo. „Bunky tolerujú vysoké koncentrácie vody, vody sa správa ako dominantný zdroj protónov pre LiOH“, tvrdia vedci. Nevýhodou batérie však je, že dokáže opakovať nabíjacie cykly iba v čistom kyslíku čo je pre bežné použitie problém nakoľko vzduch okolo nás neobsahuje iba kyslík. Vedci však predpokladajú, že batéria by mala zvládnuť viac ako 2000 nabíjacích cyklov.
U novej batérie sa tiež podarilo znížiť „napäťovú medzeru“, ktorá určuje mieru účinnosti a predtým bola pomerne veľká. S novou štruktúrou batérie vedci dosiahli napäťovú medzeru 0,2V čo je hodnota blízka číslam u súčasných Li-ion batérií. Nová Li-air baterka má teoretickú energetickú hustotu 3350Wh/kg, čo je v porovnaní s bežnými Li-ion batériami oveľa viac nakoľko tie dosahujú asi 140-250Wh/kg. Výskum z roku 2012 však sľuboval príchod Li-air batérii s hustotou až 13500Wh/kg takže od tejto méty sme ešte stále ďaleko.
Hoci nová Li-air batéria vyzerá už nádejnejšie, ešte stále je tu niekoľko problémov, ktoré treba vyriešiť. Vedci totiž tvrdia, že pokles napäťovej medzery a veľká kapacita elektródy z oxidu grafénu sú pravdou iba pri veľmi špecifických napätiach nabíjania a vybíjania. Problém predstavuje aj anóda z kovu lítia, ktorá môže občas vytvoriť „výbežky“, ktoré znižujú výkon batérie.
Nabíjateľné Li-ion batérie však už čoskoro oslávia 25-ročné výročie a profesor Clare P. Grey z Cambridgskej univerzity by už rád videl ich nástupcov nakoľko Li-ion batérie nie sú dokonalé. Li-air batérie by vďaka svojej veľkej hustote energie a nízkej hmotnosti boli vhodné aj pre použitie v elektromobiloch, u ktorých by výrazne zvýšili dojazd. Vzhľadom na problematickú výrobu takýchto batérii si však na ne ešte počkáme a vedci z Cambridge priznávajú, že komerčné Li-air baterky sú stále najmenej 10 rokov vzdialené.
Zdroj: arstechnica
PCfans
passco