Fantastična gustoća nove baterije za električne aute

Kako bi električni automobili i zrakoplovi postali "mainstream" potrebne su nam baterije koje mogu sadržavati velike količine energije bez povećanja težine. Njemački znanstvenici iz instituta KIT (Karlsruhe Institute of Technology), demonstrirali su novu litij-metalnu bateriju gustoće veće od 500 vatsati po kilogramu koja zadržava performanse i nakon stotine ciklusa punjenja i pražnjenja.  

U današnje doba litij-ionske baterije dobro funkcioniraju u našim telefonima, laptopima i električnim automobilima, no znanstvenici i inženjeri traže bolja rješenja kako bismo dobili dodatni energetski "boost" bez da nam baterija telefona ima težinu od 2 kile.

Jedno od obećavajućih tehnologija dolazi u obliku litij-metalnih baterija u kojima je grafit u jednoj od elektroda zamijenjen čistim litij-metalom, materijalom koji može sadržavati 10 puta više energije. 

Znastvenici KIT-a i njihovi kolege s instituta Helmholtz iz Ulma (HIU) započeli su s onim što je opisano kao slojevita katoda siromašna kobaltom, bogata niklom (NCM88), s komercijalno dostupnim organskim elektrolitom LP30. Dok je katoda dosegla visoku gustoću energije, ubrzo je zavladala nestabilnost, a kapacitet skladištenja se smanjio tijekom ciklusa.

"U elektrolitu LP30 čestice pucaju na katodi", objašnjava profesor Stefano Passerini, direktor HIU-a. "Unutar ovih pukotina elektrolit reagira i oštećuje strukturu. Osim toga, na anodi se stvara debeli sloj nečistoće koji sadrži litij. "

Stoga je tim zamijenio elektrolit LP30 s dvostrukim anionskim ionskim tekućim elektrolitom (ILE), koji se pokazao u velikoj mjeri uspješnim za izbjegavanje strukturnih nedostataka na katodi i spasio je bateriju od fatalnih elektrokemijskih reakcija.

Znanstvenici kažu kako su rezultati ovakve modifikacije "izvanredni". Litij-metalna baterija s ovom arhitekturom imala je gustoću energije od 560 Wh/kg. Za usporedbu, postoje istraživački konzorciji posvećeni probijanju praga gustoće od 500 Wh/kg kako bi se napajala električna vozila sljedeće generacije, dok današnje najbolje litij-ionske baterije u klasi imaju gustoću energije od 250 do 300 Wh/kg.

Pred znanstvenicima i inženjerima sada predstoji dugi put kako bi rezultate iz laboratorija skalirali u "stvaran svijet", no stabilna baterija s ovako velikom gustoćom je stvar u koju se isplati ulagati pa vjeruju da neće imati problema s investicijama u dalja istraživanja i razvoj konačnog proizvoda. 

Kažu da je ovo velika stvar za električne automobile, ali još veća za buduće komercijalne električne zrakoplove.

Čitavu znanstvenu studiju objavljenu u časopisu Cell Joule možete pronaći na ovoj poveznici.