Wyniki badań nad nowymi ogniwami zwiastują przełom

Tego potrzebujemy

Od dłuższego czasu trwają prace nad zbudowaniem magazynów energii nowego typu. Podstawowym problemem najpopularniejszych obecnie ogniw litowo-jonowych jest nie najlepsza trwałość oraz fakt, że trudno już zwiększyć ich pojemność energetyczną bez zmiany fizycznych rozmiarów. Trwają więc poszukiwania nowych typów ogniw, zdolnych gromadzić więcej energii w mniejszej przestrzeni.

Do tej pory najbardziej obiecujące wydawały się konstrukcje łączące aluminiową anodę i grafitową katodę. Badania wykazały, że będą to dużo trwalsze i mniej łatwopalne ogniwa od wykorzystywanych obecnie, zdolne wytrzymać ponad 7 tysięcy cykli ładowania. Naukowcy z Graphene Manufacturing Group z Brisbane mają jednak pomysł, w jaki sposób ulepszyć tę technologię.

Weź pigułkę

Wykorzystanie grafenu w połączeniu z glinową anodą ma pozwolić na znaczące przyspieszenie procesu ładowania. Tak zbudowane ogniwa mają według badań przyspieszyć ładowanie 60-krotnie w porównaniu z ogniwami litowo-jonowymi, a zarazem umożliwić magazynowanie w takiej samej objętości 3 razy więcej energii niż w przypadku ogniw aluminiowych. Zaletą jest też brak ryzyka spontanicznego przegrzania (a w efekcie pożaru/eksplozji ogniwa) przy zbyt dużym przepływie prądu.

Graphene Manufacturing Group nie ogranicza się przy tym do samych badań. Już w tym roku planuje rozpocząć sprzedaż pierwszych miniaturowych ogniw, przypominających kształtem pastylki. Zostały one zaprojektowane tak, by dało się je naładować do pełna w około 10 sekund. Jeżeli projekt się powiedzie, firma chce do 2024 roku opracować plan kieszonkowych baterii do samochodów elektrycznych. Powinny one nie tylko zwiększyć zasięg pojazdu, ale też znacząco skrócić czas ładowania.

Tak dobre parametry są możliwe dzięki nanotechnologii, pozwalającej umieszczać atomy pomiędzy płaszczyznami grafenu. Struktura materiału zapewnia uzyskanie dużo większej gęstości energetycznnej, nie prowadząc jednocześnie do znacznego wzrostu temperatur. Autorzy odkrycia wskazują ponadto, że bateria wykorzystuje tak naprawdę materiały pochodne folii aluminiowej, mocznika oraz łatwego w recyklingu chlorku glinu – mogą być więc także neutralne dla środowiska. Projekt bazuje na odkryciu Australijskiego Instytutu Bioinżynierii i Nanotechnologii Uniwersytetu Queensland.

fot. Pixabay