Další průlomové baterie, násobná kapacita díky 3D tisku

Jsou to sotva tři dny, kdy jsme vám představili další novou technologii pro lepší baterie. Tehdy šlo o nové materiály s výhodnější strukturou umožňující snazší průchod lithiových iontů a s tím rychlejší nabíjení. Výzkum vědců z Missouri University of Science and Technology a Carnegie Mellon University staví na podobném poznatku. U dnešních elektrod je 30 až 50 % objemu kvůli nevhodnému tvarování nevyužito, což znamená nízkou kapacitu i pomalé nabíjení. Nový výzkum toto řeší novým tvarováním elektrody tím, že ji vyrobí jinou technikou. Vzali si na pomoc 3D tisk, který lépe umožní vytvořit nejrůznější póry a tunely. K tomu vyvinuli i vlastní metodu 3D tisku (Aerosol Jet 3D), která je schopna vytvářet potřebně komplexní struktury nedosažitelné tradičními metodami.

 

 

Výsledkem je, že lithiové ionty mohou rychleji a snáze procházet elektrodou, což značně zvýší rychlost nabíjení. Snáze dostupná plocha také znamená, že se elektroda může lépe využít a být mnohem efektivnější. Vědci hovoří, že specifická kapacita baterie by mohla být až o 400 % vyšší než dnes. To znamená, že při stejné hmotnosti baterie by mohla uchovat 4-5násobné množství energie.

 

Vzhledem k tomu, že dnešní baterie v elektromobilech váží asi 6-7 kg na jednu kWh, tak v tom nejlepším případě bychom se mohli dostat někam k 1,2 kg na 1 kWh. 100kWh baterie by se tak mohla pohybovat už okolo 120 kg a nikoli přes půl tuny. Nicméně, i kdyby to byl dvojnásobek a vážila třeba čtvrt tuny, stále by to bylo proti dnešku mnohem lepší číslo. Asi se ptáte, kdy se něčeho takového dočkáme v reálu. To je samozřejmě těžké říci, nicméně sami autoři hovoří, že komerční dostupnost by mohla být nejdříve tak za 2-3 roky.

 

Autoři se nicméně diví, že ještě nikoho nenapadlo pořádně vyzkoušet 3D tisk baterií (dosud byly jen nesmělé pokusy s nepříliš komplexními strukturami). Použití vidí nejen v klasické spotřební elektronice, ale také biomedicíně (zařízení se senzory mohou mít mnohem menší baterie nebo naopak vyšší výdrž), letectví nebo např. mohou být vhodné pro drony, které dosud vydrží ve vzduchu jen krátkou dobu. Vědci také pracují na projektu, kdy jednotlivé části zařízení budou mít nejen svou vlastní funkci, ale současně také funkci baterie.

 

Zdroj: engineering.cmu.edu, geek.com