Bezpečnější baterie
Nový typ baterie, který vyvinuli vědci IBM z mořských materiálů, neobsahuje těžké kovy, nabízí vyšší výkon a nižší riziko vznícení. Její výroba má být levnější než u li-ion baterií.
Nové baterie z dílny IBM Research Battery Lab mají překonat stávající lithium-iontovou technologii v rychlosti nabíjení, nabídnout lepší parametry energetické hustoty i účinnosti, a navíc disponují nižší tendencí ke vzniku požárů. Podle výzkumníků mohou najít uplatnění v elektromobilech, leteckém průmyslu, v chytrých rozvodných sítích apod., kde dosud dominují hlavně li-ion technologie. Energetický článek neobsahuje těžké kovy, jakými jsou např. kobalt, mangan a nikl. Namísto těžby vzácných kovů v problematických oblastech a často za kontroverzních podmínek využívá materiály, které je možné získávat z mořské vody. Například novou katodu vyrobenou bez niklu, kobaltu nebo tekutého elektrolytu, jejichž kombinace potlačuje vznik tzv. lithiových dendritů (špičatých útvarů na elektrodách v li-ion bateriích způsobujících jejich degradaci), které mohou vést k riziku zkratu a následného požáru nebo výbuchu. Nové baterie by tak měly být podstatně bezpečnější.
Hlavní přednosti nové baterie
– Nižší náklady – aktivní katodové materiály mají sklon stát se levnější, protože neobsahují těžké kovy.
– Rychlejší nabíjení – k dosažení 80% stavu nabití stačí méně než pět minut, aniž by došlo ke snížení specifické kapacity vybíjení.
– Vysoká hustota výkonu – více než 10 000 W/L (překročení úrovně výkonu, kterou může dosáhnout li-ion baterie).
– Vysoká hustota energie – více než 800 Wh/L, srovnatelné s nejmodernější li-ion baterií.
– Vynikající energetická účinnost – přes 90 % (počítáno z poměru energie k vybití baterie na energii k nabíjení baterie).
– Nízká hořlavost elektrolytů.
Klíčové je, že nová technologie je výrobně levnější, což by mohlo pomoci překonat jeden z aktuálních problémů prosazování elektromobility, kterým jsou vysoké náklady na pořízení elektromobilů a také jejich výrobu, jež je na rozdíl od bezemisního provozu dost „špinavou“ záležitostí (vzhledem k původu a způsobu těžby drahých kovů a nedořešené recyklace baterií po skončení životního cyklu).
Nicméně samotné oznámení nové technologie ještě neznamená její rychlé uvedení na trh. Předpokládaný potřebný další výzkum bude trvat ještě několik let. „Cílem je dosáhnout prvního funkčního prototypu baterie do zhruba jednoho roku,“ řekl za výzkumnou divizi IBM Research Jeff Welser s tím, že to nemusí být nutně IBM, kdo začne konečný produkt sériově vyrábět. Na vývoji komerční podoby této novinky spojila IBM síly s výzkumnou sekcí německé automobilky Mercedes-Benz, dále s japonským výrobcem kapalného elektrolytu Central Glass a výrobcem baterií Sidus. Kromě vývoje baterií však IBM pracuje i na systému umělé inteligence, který by dále vylepšil účinnost baterií.
Vývoj na více frontách
Kromě IBM pracují na zlepšování bateriových technologií intenzivně i další firmy. Například Tesla vylepšuje své současné li-ion baterie (ačkoliv lithium obsahují jen v minimálním podílu), která mají mít vyšší energetickou hustotu i delší životnost (zhruba dvojnásobnou oproti současné generaci) a také být výrobně levnější. Články budou využívat monokrystalické NMC katody (sloučeniny niklu, manganu a kobaltu) a nový pokročilý elektrolyt. Využití by měly najít nejen u elektromobilů, ale i v bateriových úložištích. Firma už na nový typ baterií požádala o patent, nicméně své patenty nabízí k využití i ostatním zájemcům. Ve svém závodě Gigafactory 1 vyvíjí systém recyklace baterií s cílem získat zpět důležité kovy.
Také společnost American Manganese, která spolupracovala s Institutem kritických materiálů amerického Ministerstva energetiky v oblasti recyklace baterií, nedávno patentovala technologii pro efektivní extrakci všech kovů z katody li-ion baterií, včetně lithia, které se dnes do značné míry nerecykluje vůbec.
224
.gif)
