Nowy elektrolit, który nie zamarza w arktycznych temperaturach i nie wybucha pod płomieniem? Brzmi jak bajka, ale tak naprawdę to najnowsze osiągnięcie chińskich naukowców. Przełomowa technologia może zwiększyć zasięg aut elektrycznych i zrewolucjonizować wiele branż.
Zespół badaczy z Uniwersytetu Tianjin ogłosił opracowanie nowego rodzaju baterii litowej o rekordowej gęstości energetycznej wynoszącej ponad 600 Wh/kg. Dla porównania, najnowsze akumulatory Tesli osiągają około 300 Wh/kg. To oznacza, iż ta sama ilość energii może być dziś przechowywana w baterii o połowę mniejszej i lżejszej. Taki postęp technologiczny przełożyłby się bezpośrednio na wydłużenie zasięgu pojazdów elektrycznych, poprawę osiągów i mniejszą masę pojazdu.
To jednak nie wszystko. Ogniwo zachowuje swoją stabilność podczas ponad 100 cykli ładowania i rozładowania, nie zapala się pod wpływem otwartego ognia, a choćby działa w temperaturze do -60°C. To parametry, których dotychczasowe technologie nie były w stanie zaoferować w jednym momencie.
Sekret przełomu to nieuporządkowany elektrolit
Jak czytamy na łamach TechExplore, najważniejszych elementem innowacji jest nowatorski projekt elektrolitu, który zamiast tworzyć uporządkowane struktury wokół jonów litu, jak w konwencjonalnych bateriach, pozwala im na swobodniejszy ruch. Ta dezorganizacja wewnątrz elektrolitu zmniejsza bariery dla przepływu jonów, poprawia stabilność interfejsów i eliminuje wiele problemów, z jakimi boryka się obecna technologia. Choć w tej chwili mamy do czynienia ze wczesnym prototypem, wyniki uzyskane w warunkach laboratoryjnych pokazują, iż ta ścieżka ma ogromny potencjał aplikacyjny, nie tylko w elektromobilności.
Potencjał technologii jest naprawdę szeroki
Wydajniejsze, bezpieczniejsze i znacznie lżejsze ogniwa litowe otwierają drzwi do zastosowań wykraczających daleko poza motoryzację. Oczywiście to właśnie rynek pojazdów elektrycznych będzie pierwszym i najbardziej oczywistym beneficjentem nowej technologii, jednak równolegle duże nadzieje wiązane są z magazynowaniem energii na potrzeby branży OZE. w tej chwili wykorzystywane systemy wymagają kosztownych i przestrzennych baterii do gromadzenia nadwyżek energii, które można potem wykorzystać w nocy lub przy niskiej produkcji. Ogniwa o podwójnej gęstości pozwolą zmniejszyć skalę infrastruktury magazynowej, zwiększyć efektywność i poprawić stabilność sieci, a jednocześnie obniżyć koszty eksploatacyjne. Takie ogniwa mogłyby być także wykorzystane w elektronice użytkowej, czy choćby w urządzeniach specjalistycznych i w wojskowości.
Mimo wszystko w tej chwili największym wyzwaniem pozostaje skalowalność tego przełomu. Jak pokazuje historia rozwoju technologii bateryjnych, przeskok z laboratorium do masowej produkcji wymaga ogromnych nakładów, czasu i żmudnych testów. Konieczne będzie wielopłaszczyznowe sprawdzenie bezpieczeństwa, trwałości i wydajności nowego elektrolitu w warunkach dynamicznych, termicznych i mechanicznych. Dopiero wtedy możliwe będzie rozpoczęcie komercjalizacji.
*Źródło zdjęcia wprowadzającego: Kinek00 / Shutterstock
