Litij-zrak baterija drastično povećava učinkovitost

Mada je svima poznato da se litij-ionske baterije po učinkovitosti nalaze vrlo nisko u usporedbi s drugim energetskim rješenjima (uključujući jednokratne ćelijske baterijske pakete), najviše se koriste u našim mobitelima, tabletima, prijenosnicima, kao i u električnim automobilima.

Dakako, glavni razlog leži u tome što obične (nepunjive) baterijske pakete, usprkos 4 ili čak 8 puta većoj energetskoj učinkovitosti, možete koristiti samo jednokratno, dok litij-ionske možete puniti, što im je glavna prednost.

Na primjer, jedna od alternativa litij-ionskim baterijama su cink-zrak baterije, koje donose dva do tri puta veći kapacitet, no također su jednokratne, jer "umiru" kada prestanu proizvoditi napon. To znači da bi recimo Rimčev Concept One automobil s cink-zrak baterijama mogao umjesto 600 km, prijeći 1200 km ili više, no kada bi se baterije ispraznile, morali biste ih zamijeniti, što dakako nije praktično, kao ni ekonomski isplativo.

Znanstvenici Sveučilišta Cambridge, istraživali su stoga mogućnosti izrade punjivih litij-zrak baterija, koje također nisu nešto potpuno novo u znanstvenom smislu, jer se proučavaju već duže vremena, no do sada također nisu bile zanimljive za praktičnu primjenu iz jednostavnih razloga što su osjetljive na razne stvari poput vlage i promjene temperature, uslijed čega mogu eksplodirati, a tijekom ciklusa pražnjenja i punjenja stvaraju toksični otpad.

Pored toga, dosadašnje takve baterije su nakon 5 ciklusa punjenja/pražnjenja, padale na 90 posto svojeg kapaciteta, da bi nakon 50 ciklusa, došle na samo 50% kapaciteta, pa po tome nisu imale šanse za komercijalnu primjenu.

Novo istraživanje Sveučilišta Cambridge temelji se na visoko poroznoj ugljikovoj elektrodi izrađenoj od grafena i aditivima koji mijenjaju kemijske reakcije tijekom njezina rada, te ju čine znatno učinkovitijom i stabilnijom.

Novi dizajn uključuje litijev hidroksid, koji je mnogo tolerantniji na vodu u odnosu na dosadašnje modele, a redizajniranjem elektrode baterije, reducira se naponska praznina između stanja punjenja i pražnjenja.

Na žalost, i dalje ostaje problem stvaranja takozvanih dentrita (kristalnih nakupina), a testna baterija znanstvenika Cambridgea može imati cikluse samo u čistom kisiku, što joj uvelike onemogućuje primjenjivost, obzirom da je logično da bi trebala raditi u zraku iz atmosfere.

Stoga znanstvenici navode da još moraju riješiti te prepreke koje im stoje na putu, te oprezno predviđaju da će im za to možda trebati još jedno čitavo desetljeće prije nego se nađu na tržištu.  

Izvor: University of Cambridge