Ekologie, Čína a konkurence: Bitva o budoucnost baterií
Shutterstock.com
Nezdolné články: Co udržuje lithium-iontové baterie na vrcholu
Lithium-iontové baterie jsou jako nenápadní hrdinové technologického světa. Bez nich by se nerozsvítily obrazovky telefonů, nerozjely elektromobily ani neskladovala energie z větrných elektráren. Tvoří 70 % trhu s dobíjecími zařízeními – a přesto jim pořád nerozumíme do hloubky.
šéfredaktor
Tedy až dosud. Vědci z MIT se rozhodli prolomit mlhu neznalosti a jejich objev by mohl lithium-iontovým bateriím zajistit prodlouženou nadvládu – navzdory ekologickým výtkám i geopolitickému napětí.
Věda místo pokusů: konec temné skříňky
Až donedávna byly konstrukční úpravy těchto baterií dílem zkoušení a pozorování. Vědci měnili složení elektrod, upravovali elektrolyty a čekali, co to udělá s výkonem či životností. Znalost samotného procesu byla však překvapivě kusá.
Základní cyklus je známý: lithium-ionty se při vybíjení „vsunují“ do elektrody a při nabíjení se zase vracejí zpět. Tento mechanismus se opakuje tisícekrát. Rychlost těchto reakcí přitom přímo ovlivňuje výkon baterie i dobu, za kterou se nabije. Ale proč se dějí tak, jak se dějí? To nikdo přesně nevěděl.
Právě na to se zaměřila nová studie z MIT. Tým výzkumníků zjistil, že za interkalací nestojí jen samotný pohyb iontu – ale synchronizovaný přenos iontu a elektronu. Tento „coupled ion-electron transfer“ tak zásadně ovlivňuje efektivitu procesu.
„Naším cílem je reakce zrychlit a mít je pod větší kontrolou,“ uvedl profesor Martin Bazant z MIT. Pokud se tento přístup podaří přetavit do konstrukce baterií, otevře to dveře k rychleji se nabíjejícím a výkonnějším článkům.
Ekologická zátěž, čínský monopol a budoucnost pod napětím
S rostoucí poptávkou po akumulaci energie ale roste i tlak na ekologickou udržitelnost. Těžba lithia je náročná, devastující a zásobovací řetězce jsou do značné míry v rukou Číny. Tato kombinace přitahuje investice do vývoje alternativ: sodíkových, protonových i kvantových baterií.
Jenže lithium je – zatím – nepřekonatelné. Má mimořádnou energetickou hustotu, obstojí i v mrazu a díky tomu je ideální pro vysoce výkonné aplikace. Dokonce i ty nejnadějnější alternativy, jako solid-state baterie nebo lithium-železité články, lithium nevynechávají, ale naopak využívají jeho předností.
Jak píše EV World, energetická budoucnost nebude o tom, zda lithium nahradíme – ale jak ho doplníme. „Budoucnost není lithium nebo sodík – je to lithium i sodík, nasazené strategicky napříč sektory.“ Cíl? Vznik pestré, odolné bateriové ekonomiky schopné čelit jak klimatické změně, tak geopolitickým výzvám.
