Čína hledá baterie bez lithia. Průlom se železem může změnit ukládání energie

Čína hledá baterie bez lithia. Průlom se železem může změnit ukládání energie

Shutterstock.com

Lithium má konkurenci. Čínské železné a sodíkové baterie míří k levnějším úložištím

Lithium-iontové baterie se staly jedním z pilířů energetické transformace. Umožňují ukládat elektřinu z větru a slunce a dodávat ji do sítě ve chvíli, kdy nefouká nebo nesvítí. Právě díky tomu se ve velkých energetických projektech prosadily jako technologie, která pomáhá stabilizovat obnovitelné zdroje a snižovat závislost na fosilních palivech. Jejich úspěch má ale i odvrácenou stranu: stojí na surovinách, které jsou omezené, drahé a často spojené s vážnými ekologickými či sociálními náklady.

Michael Skřivan

Michael Skřivan

šéfredaktor

Problémem není jen samotné lithium, jehož zásoby nejsou nekonečné a jehož využívání bude ve větší míře vyžadovat recyklaci. Přibližně třetina světové produkce lithia pochází ze solných plání v Argentině a Chile, kde těžba spotřebovává velké množství vody v jinak suchých oblastech. Podobně citlivá je otázka kobaltu, důležité složky bateriových elektrod: zhruba 70 procent ho pochází z Demokratické republiky Kongo, kde rozšiřování těžby provázejí případy dětské práce a nebezpečných pracovních podmínek. Právě tyto limity vysvětlují, proč se výzkum stále víc obrací k alternativám, které by mohly být levnější, dostupnější a udržitelnější.

Železo místo lithia

Jedna z nejzajímavějších novinek přichází z Číny. Tamní vědci vyvinuli alkalickou celokovovou průtokovou baterii založenou na železe, tedy materiálu levném, hojně dostupném a výrazně levnějším než lithium. Podle zprávy publikované v časopise Advanced Energy Materials zvládla baterie více než 6000 nabíjecích a vybíjecích cyklů bez měřitelného poklesu kapacity. To odpovídá zhruba šestnácti letům každodenního používání. Důležitá je i bezpečnost: technologie využívá vodní elektrolyt, který nemůže explodovat.

Tým z Institute of Metal Research při Čínské akademii věd tak sází na prvek, který patří k nejhojnějším na planetě. Železo je podle vstupních údajů přibližně osmdesátkrát levnější než surové lithium, což může být zásadní zejména u velkých úložišť energie. Průtokové baterie fungují jinak než baterie v telefonech či elektromobilech: používají kapalné elektrolyty uložené ve vnějších nádržích, které se čerpají přes článkový svazek. Chce-li provozovatel zvýšit kapacitu, stačí postavit větší nádrže. Pro větrné a solární parky je to lákavá vlastnost, pro drobnou elektroniku naopak nikoli.

Výzkum celokovových průtokových baterií není nový. Vědci se jimi zabývají roky, dosud však naráželi na degradaci, slabou reverzibilitu a takzvaný electrolyte crossover, tedy migraci aktivních materiálů přes membránu, která postupně zhoršuje výkon. Čínští výzkumníci se problém pokusili obejít tím, že přepracovali negativní elektrolyt na molekulární úrovni. Laboratorní výsledky jsou slibné, ale technologie ještě musí projít testem v reálných podmínkách. Plán pilotního projektu zatím oznámen nebyl.

Sodík nastupuje, ale zůstává na začátku

Druhou cestou, která v Číně nabírá tempo, jsou sodíkové baterie. Sodík je podobně jako železo levnější a dostupnější než lithium. Má však slabinu: baterie stejné velikosti a hmotnosti uloží méně energie než lithium-iontová. Pokud se je ale podaří vyrábět výrazně levněji, mohou se prosadit v konkrétních průmyslových a dopravních aplikacích. Čína je v této oblasti lídrem a tamní automobilky jako první na světě uvedly vozy poháněné sodíkovými bateriemi, i když jejich omezený dojezd zůstává problémem.

V dubnu 2025 oznámil čínský gigant CATL, největší výrobce baterií na světě, plán masově vyrábět sodíkové baterie pro těžké nákladní vozy i osobní auta pod značkou Naxtra. Ve stejném roce začala čínská společnost Yadea využívat sodíkové baterie v pilotním projektu pro dvoukolové a tříkolové skútry. Spolu se skútry v ceně 400 až 660 dolarů spustila také nový nabíjecí systém a stanici pro výměnu baterií, kde mohou uživatelé po naskenování QR kódu odevzdat vybité články a získat nabité. Alternativní bateriové technologie jsou stále v rané fázi. Potřebují další testování i inovace, než dosáhnou výkonu nutného pro širší komerční nasazení. Přesto poslední čínské průlomy naznačují, že budoucnost ukládání energie nemusí stát jen na lithiu.