Mezi vědci koluje vtip: Budoucností baterií jsou nové lithno-iontové (Li-ion) baterie, poté pokročilejší Li-ion, pak nová generace Li-x baterií a až pak něco jiného. Ať už máte doktorát z fyziky, nebo vám to vtipné nepřijde, samotná podstata tohoto sdělení sedí – nic lepšího než „lionky“ nemáme a hned tak mít nebudeme.

Nyní tedy pracují vědci na technologiích, které mimo jiné umožní, abychom dojeli z Prahy do Říma na jedno nabití elektromobilu, aby stačilo smartphone nabít jednou týdně, aby nás chytrá krabička léků upozornila, kdyby léčivo bylo skladováno za nevhodných podmínek, a abychom nemuseli stát ve frontě u kasy, protože se nákup díky chytrým štítkům načte sám.

„Stále hledáme nové materiály a technická řešení pro lithiové baterie – je kam se posouvat. Já se věnuji především výzkumu lithium-sirných baterií,“ říká Tomáš Kazda z Vysokého učení technického v Brně. „Lithium-sirné baterie mají až třikrát vyšší kapacitu než aktuálně používané Li-ion při zachování ostatních parametrů,“ říká brněnský vědec, na jehož výzkum je podána patentová přihláška.

Deset let žádná míra

„Výzkum baterií je podobný výzkumu léků – také trvá deset i více let a je nákladný a komplikovaný,“ říká Kazda. „Při uvádění nových baterií na trh si musíme být jistí, že jsou bezpečné, vše musejí být optimalizované a vyzkoušené v prototypech a při dlouhodobém používání.“ Nové vědecké objevy navíc musí zapadnout do existujících výrobních procesů. „Málokterá firma je ochotna zavést zcela nové výrobní linky, to se jim finančně nevyplatí,“ vysvětluje Kazda.

Na problém aplikace vědeckých poznatků do praxe upozorňuje i Michael J. Bojdys. „Chybí propojení mezi vědeckými výsledky a průmyslem. S lehkou nadsázkou – něco jako Tinder. Často se stává, že patent je jen velmi drahá publikace bez dalšího praktického využití,“ říká polský vědec, jenž donedávna působil i v Česku.

Bojdys se dnes na Humboldtově univerzitě v Berlíně věnuje výzkumu nových materiálů pro výrobu anod. „Z důvodu probíhajícího patentového řízení nemohu sdílet detaily, ale povedlo se nám změnit výrobní postup, a tím jsme získali mnohem lepší vlastnosti – větší kapacitu i stabilitu,“ říká Bojdys. Na tento projekt teď získal prestižní ERC Proof of Concept grant – 150 tisíc eur, které může použít na financování rané fáze komercializace vědeckých výsledků: „Uspěli jsme s projektem Ultra- high energy storage Li-anode materials (LiAnMAT) a ve spolupráci se společností Varta Micro Innovation a startupem Inuru budeme vyvíjet nové materiály pro vysokokapacitní anody, které by se mohly používat třeba pro Smart-labelling (chytré nálepky).“ Právě díky tomuto grantu vytvoří pracovní skupinu na pomezí vědy a průmyslu. „Já se chci plně věnovat vědě, tomu rozumím a to mě baví. Chci mít ale kolem sebe lidi, kteří rozumějí technickým aspektům průmyslové výroby, ekonomii i marketingu, abychom na konci měli funkční prototyp, prozkoumaný trh a mohli podniknout další kroky komercializace. Chtěl bych jednou rodičům u vánočního stolu místo abstraktních chemických konceptů vyprávět, že výsledky mého výzkumu mají praktickou aplikaci,“ směje se výborný chemik.

Lithium a?

V testovacím režimu se už používají sodnoiontové baterie, které ale nikdy nebudou mít kapacitu jako Li-ion. „Vědci se snaží o dosažení co nejdelší životnosti, aby sodné baterie našly uplatnění jako levnější alternativa Li-ion pro stacionární aplikace a méně náročné aplikace jako napájení ovladačů nebo otevírání dveří,“ vysvětluje Kazda, který se výzkumu baterií věnuje už více než deset let.

Pro stacionární úložiště energie jsou zajímavé tzv. redox-fl ow baterie s dlouhou životností. „V Číně se budují úložiště o celkové kapacitě až 800 MWh, což je jako denní spotřeba přibližně 100 tisíc domácností,“ uvádí Kazda. Hudbou budoucnosti mohu být i bateriové technologie využívající draslík, vápník či hořčík. Dostupná čísla také podporují rozvoj elektromobilů. „Odpůrci často používají neúplná data, jen to, co se jim hodí,“ tvrdí Kazda. „I s předpokládaným rozvojem elektromobility žádné apokalyptické scénáře ale nehrozí, všechny možné nedostatky jsou řešitelné, ať už lokální těžbou a výrobou, recyklací materiálů, nebo stále se zlepšující technologií,“ shrnuje Kazda. „Kvalitních vědeckých nápadů máme dost, teď je jen uvést do praxe. Často je to jen otázka financí,“ domnívá se brněnský vědec.