VIDEO: Aluminijska baterija je budućnost naših gadgeta

Profesor Hongjie Dai i njegovi kolege sa Sveučilišta Stanford, smatraju da se nalaze na pragu inovacije koja će u potpunosti promijeniti svijet baterija koje koristimo u našim telefonima i drugim gadgetima.

U znanstvenom radu koji će ovih dana biti objavljen u časopisu Nature, znanstvenici predstavljaju svoju aluminij-ionsku bateriju koja omogućuje ultrabrzo punjenje za manje od jedne minute, sigurnost čak i pri velikim štetama, savitljivost, trajnost i znatno dulje održavanje kapaciteta u ciklusima punjenja i pražnjenja, u odnosu na tradicionalne alkalne baterije i punjive litij-ionske baterije kakve koristimo u našim mobitelima.

Aluminij je brojnim znanstvenicima već duže vrijeme predstavljao obećavajući materijal za izradu baterija, ponajviše zbog niske cijene, otpornosti na vatru i kapaciteta, no nakon više desetljeća istraživanja, do sada još nitko nije uspio pronaći učinkovito rješenje, jer je bilo potrebno naći materijale koji mogu pružiti dostatni napon nakon višestrukih ciklusa punjenja i pražnjenja. 

Hongjie Dai i njegovi kolege sa Stanforda, ovo su riješili aluminij-ionskom baterijom koja se sastoji od dvije elektrode, negativno nabijenom anodom od aluminija i pozitivno nabijenom katodom od grafita, te tekućeg ionskog elektrolita unutar "vrećice" savitljivog polimera, koji je zapravo sol koja postaje tekuća na sobnoj temperaturi.

U svojoj studiji znanstvenici su bušili baterijske vrećice svrdlima, te su one nastavile raditi dulje vremena i to bez zapaljenja, pa su se pokazale znatno sigurnijima u odnosu na tradicionalne.

Pored toga, znanstvenici navode da se litij-ionske baterije pune satima dok ne dostignu puni kapacitet, dok aluminijskim za to treba manje od minute, a tu je i izdržljivost koja omogućuje da ih punite i praznite u više od 7500 ciklusa bez gubitka kapaciteta, što je ogroman napredak u odnosu na dosadašnja istraživanja, tijekom kojih su aluminijske baterije počele "umirati" već nakon 100 ciklusa. Za usporedbu, litij-ionske baterije mogu izdržati nekih 1000 ciklusa bez pada kapaciteta.

I na kraju, tu su još i savitljivost, koja nudi potencijal ugradnje u savitljive uređaje, te cijena proizvodnje, jer je aluminij znatno jeftiniji metal od litija.

Osim u primjeni kod malih mobilnih uređaja, znanstvenici svoje baterije vide i u sustavima za pohranjivanje energije dobivene obnovljivim izvorima, a kao njihovu prednost također navode i znatno manji negativni utjecaj po okoliš. 

"Milijuni korisnika koriste alkalne AA i AAA baterije od 1,5 V. Prototip naše punjive baterije generira oko 2 volta, što je više nego što je itko uspio postići aluminij-ionskim baterijama do sada", kaže Dai, no priznaje da će se na ovim baterijama morati dodatno poraditi, jer su za sada u stanju pružiti napon koji je upola manji od onog koji donose litij-ionske baterije kakve koristimo u svojim gadgetima.

"Poboljšanjima u materijalu katode moći ćemo povećati voltažu i energetsku gustoću", navodi Dai. "Po svemu ostalom naša baterija pruža sve ono što ste sanjali kada ste razmišljali o idealnoj bateriji, jeftine elektrode, sigurnost, brzo punjenje, savitljivost i dugotrajnost. Ovo vidim poput nove baterije u svojim ranim danima. To je vrlo uzbudljivo".  

Izvor: Stanford