Litij-zračne baterije veliko obetajo

Raziskovalci s Cambridgea so predstavili nekaj pomembnih izboljšav litij-zračnih baterij, s katerimi se približujemo svetemu gralu 21. stoletja – bateriji, ki bi shranila toliko energije kakor poln tank bencina.

Bencinske motorje pač uporabljamo zato, ker je njihovo gorivo daleč najbolj praktično, saj ga lahko v nekaj minutah natočimo toliko, da se peljemo tisoč kilometrov. In za shranjevanje ne potrebujemo kakšnih posebnih materialov ali pogojev. Paziti moramo le, da se ne polije ali vname, pa gre. Sam bencinski motor pa je za pogon avtomobilov bistveno manj primeren od električnega. Pri elektronskih komponentah pa pametne alternative baterijam – pustimo ob strani eksperimentalne gorivne celice – sploh ni. Zavedanje o škodljivosti izpustov motorjev na notranje izgorevanje in vse bolj razširjena raba elektronskih naprav sta razloga, da hočemo dobre baterije. Zmogljive, poceni, hitro napolnjive, dolgožive. Zakaj to ni enostavno, smo že obširno pisali.

Danes se največ uporabljajo litij-ionske baterije, ki imajo na katodi kovinski oksid (npr. litijev kobaltat), anodo pa iz grafita. Bistveno več pa obetajo litij-zračne baterije, v katerih se oksidira elementarni kovinski litij, oksidant pa je kar kisik iz zraka. Glavna prednost teh baterij je ogromna kapaciteta, ki v teoriji dosega 12 kWh/kg, kar je primerljivo z bencinom (13 kWh/kg), medtem ko imajo običajne litij-ionske baterije v najboljših primerih 2 kWh/kg. Hudič pa se kot po navadi skriva v detajlih.

Kapaciteta je močno odvisna od velikosti in števila por na elektrodi, ki imajo neprijetno navado, da se hitro mašijo. Druga težava je litijev peroksid, ki je agresiven in zelo reaktiven, zato so morale biti baterije absolutno suhe. Raziskovalci s Cambridgea so prvi problem rešili tako, da so za elektrodo uporabili grafen – spet ta grafen, od katerega pričakujemo, da bo rešil svet – litijev peroksid pa so zamenjali z litijevim hidroksidom. Rezultati so bili vzpodbudni, saj je baterija prestala 2000 ciklov praznjenja in polnjenja brez opaznejšega znižanja kapacitete.

Vseeno imajo te baterije še nekaj pomembnih pomanjkljivosti, denimo visoko občutljivost za dušik in ogljikov dioksid, ki sta seveda v zraku in se ju ne moremo preprosto znebiti. Vodja raziskave Clare Grey priznava, da so še daleč od komercialno delujočega izdelka, a da se mu bližajo. Bodo pa v vmesnem času aktualne zlasti litij-ionske baterije.

In pomislite kako dobro bi bilo, če bi v prihodnosti telefon in prenosnik polnili enkrat na teden, električni avtomobil pa bi imel domet 1000 kilometrov.

 Science. IFLScience.