Lithiové anody slibují 3 až 4x vyšší kapacitu baterií
29.7.2014, Jan Vítek, aktualita
Výzkumníkům ze Stanfordovy univerzity se podařilo vyvinout lithiovou anodu, která je stabilní, o což se jiní v minulých letech marně pokoušeli. Výsledkem by mohly být baterie s výrazně vyšší kapacitou.
V dnes široce používaných lithium-iontových bateriích se tento kov samozřejmě využívá, ale jen jako součást elektrolytu uvnitř samotných článků a ne jako materiál pro výrobu anody. Důvodem má být jeho nestabilita a reaktivita. Tyto problémy se výzkumníkům ze Stanfordovy univerzity podařilo vyřešit tím, že lithiovou anodu pokryli pouze 20 nm tlustou vrstvou uhlíku, jak informuje server Phys.org.
Baterie vybavené lithiovými anodami by přitom mohly nabídnout výrazně vyšší kapacitu než ty vyráběné dnes dostupnou technologií. Vedoucí výzkumného týmu, Yi Cui, k tomu řekl, že lithium je ten nejlepší materiál, který může být využitý pro anodu. Je totiž velmi lehký a má vysokou energetickou hustotu, takže ve výsledku by baterie měly být lehčí a s vyšší kapacitou. Problém s lithiem je krom reaktivity ten, že při nabíjení a vybíjení se anoda zvětšuje a smršťuje, což vede k prasklinám a celkové degradaci materiálu. Tenká vrstva uhlíku však poskytne flexibilní, celistvou a nereaktivní ochranu lithia, která je odolná chemicky i fyzicky.
Můžeme se tedy těšit na nové baterie s vyšší kapacitou? Dle Yi Cui je třeba ještě technologii vybrousit, ale výroba baterií s lithiovou anodou je dle něj dosažitelná. Efektivita nabíjení a vybíjení nových článků je prý 99 procent po 150 nabíjecích cyklech, přičemž to se musí dle Cui zlepšit alespoň na 99,9 %, aby byly připraveny pro komerční nasazení. Jde ale o velký průlom, neboť dříve vyvinuté články s lithiovou anodou měly po 100 cyklech pouze poloviční kapacitu.
V praxi by pak takové baterie měly poskytnout třikrát až čtyřikrát vyšší kapacitu v porovnání s tím, co nám baterie Li-ion nabízí dnes a zavětřit může také automobilový průmysl. Elektrovůz vybavený novými bateriemi s energií pro dojezd téměř 500 km by dle stanfordského profesora Stevena Chu (býv. ministr energetiky USA) měl přijít na cca 25.000 USD.
Zdroj: Phys.org
Baterie vybavené lithiovými anodami by přitom mohly nabídnout výrazně vyšší kapacitu než ty vyráběné dnes dostupnou technologií. Vedoucí výzkumného týmu, Yi Cui, k tomu řekl, že lithium je ten nejlepší materiál, který může být využitý pro anodu. Je totiž velmi lehký a má vysokou energetickou hustotu, takže ve výsledku by baterie měly být lehčí a s vyšší kapacitou. Problém s lithiem je krom reaktivity ten, že při nabíjení a vybíjení se anoda zvětšuje a smršťuje, což vede k prasklinám a celkové degradaci materiálu. Tenká vrstva uhlíku však poskytne flexibilní, celistvou a nereaktivní ochranu lithia, která je odolná chemicky i fyzicky.
Můžeme se tedy těšit na nové baterie s vyšší kapacitou? Dle Yi Cui je třeba ještě technologii vybrousit, ale výroba baterií s lithiovou anodou je dle něj dosažitelná. Efektivita nabíjení a vybíjení nových článků je prý 99 procent po 150 nabíjecích cyklech, přičemž to se musí dle Cui zlepšit alespoň na 99,9 %, aby byly připraveny pro komerční nasazení. Jde ale o velký průlom, neboť dříve vyvinuté články s lithiovou anodou měly po 100 cyklech pouze poloviční kapacitu.
V praxi by pak takové baterie měly poskytnout třikrát až čtyřikrát vyšší kapacitu v porovnání s tím, co nám baterie Li-ion nabízí dnes a zavětřit může také automobilový průmysl. Elektrovůz vybavený novými bateriemi s energií pro dojezd téměř 500 km by dle stanfordského profesora Stevena Chu (býv. ministr energetiky USA) měl přijít na cca 25.000 USD.
Zdroj: Phys.org
