Levná a nehořlavá: taková je nová vysokokapacitní baterie patentovaná českými vědci

Odborníci z české Akademie věd vyvinuli a patentovali technologii, která by mohla pomoci vyřešit problém hořlavosti nabíjecích baterií. Nová, experimentální baterie z české dílny funguje na principu elektrochemické reakce. Akademie věd informovala celý svět o novince, která bez problémů vydrží 500 cyklů vybití a opětovného nabití a má kapacitu srovnatelnou s komerčními nikl-metal hydridovými bateriemi. Baterie je vyrobena z levných materiálů a její výkonnost by v čase neměla citelně klesat, což by byla velká změna.

Nová technologie využitelná pro výrobu baterií, s níž přišli vědci z Fyzikálního ústavu Akademie věd a Ústavu fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského, se zakládá na principu vodné baterie – využívá slanou vodu, zinek a grafit. Vedoucí týmu Jiří Červenka z Fyzikálního ústavu AV říká: „Domnívám se, že po důkladné optimalizaci této baterie je ještě možné významně navýšit její kapacitu. My se nyní zaměřujeme především na vysokokapacitní baterie s ionty, které mohou mít v principu vyšší kapacitu než lithiové baterie.“ Dodal, že na podobném principu nedávno sestavili hliníkovou vodnou baterii, která se také jeví jako velmi slibná.

„Vodné baterie byly představeny již dříve, ale jejich rozmachu bránila relativně nízká kapacita a napětí. Našemu týmu se ale podařilo tento problém vyřešit tím, že jsme do roztoku vody přidali velké množství chaotropní soli chloristanu zinečnatého,“ vysvětlil Jiří Červenka. Baterie nehoří a nemůže vybuchnout proto, že má nehořlavý elektrolyt, a to je podle vědců oproti nyní nejpoužívanějšícm Li-on bateriím ten největší rozdíl.

„Tento systém je nesmírně zajímavý nejen pro budoucí aplikace, ale i z hlediska základního výzkumu. Jak jsme ukázali, velmi důležitou roli zde hraje například vnitřní struktura materiálu elektrod, kde přílišná dokonalost nevede k nejlepším vlastnostem v některých ohledech, což i může být další výhodou pro aplikace,“ řekl o vynálezu Otakar Frank z Ústavu fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského AV ČR.

Princip baterie je založen na transportu dvou rozdílných iontů, dvojmocném zinku a jednomocném chloristanu. Dvojmocný zinek má v porovnání s jednomocným lithiem výhodu, že může při nabíjecím a vybíjecím procesu přenášet dva elektrony na atom, a díky tomu může mít teoreticky větší kapacitu než lithium při stejném objemu.

Tým Akademie věd si technologii patentoval v rámci lucemburského a evropského patentu, a výsledky výzkumů již vyšly v několika vědeckých časopisech – naposledy tento týden v Journal of Materials Chemistry. V současné době tým hledá průmyslové partnery pro další vývoj a uplatnění nové baterie.

Zdroj: Akademie věd