Preboj na področju akumulatorjev?

Znanstveniki se že vrsto let trudijo, da bi izboljšali izkoristek in zmogljivost akumulatorjev, saj ti predstavljajo osnovo za cel niz izdelkov, od mobilnih naprav do električnih avtomobilov. Skupini strokovnjakov iz univerze Stanford, v sodelovanju z ameriškim ministrstvom za energetiko in Nobelovim nagrajencem Stevom Chujem, je nedavno uspelo narediti tehnološki preboj, ki utegne nekajkrat povečati zmogljivost akumulatorjev.

Današnji akumulatorji, ki so narejeni iz anode, katode in elektrolita, ki prispeva elektrone, imajo danes cel kup šibkih točk. Ena od teh je anoda, ki nudi ob doslej uporabljenih materialih relativno majhen izkoristek, tako pri polnjenju, kot praznjenju.

Strokovnjakom iz Stanforda je uspelo razviti anodo, ki je narejena iz litija in omogoča bistveno večji izkoristek, kot dosedanji materiali. Litij je sicer tipično uporabljen v elektrolitu (od tu naziv akumulatorji Li-Ion), kot kovinska anoda pa doslej ni bil primeren, ker se na njem rado nalagajo nanosi, ki hitro degradirajo izkoristek in učinkovitost pri večkratnih ciklih polnjenja in praznjenja. Brez tega bi litij bil skoraj idealen material zaradi majne teže in velike specifične kapacitete na enoto.

Strokovnjakom je zdaj uspelo razviti poseben zaščitni sloj, satovju podobno strukturo iz nanodelcev, kjer celica meri le 20 nm. Na ta način so preprečili nalaganje depozitov in v laboratoriju dosegli stabilnost pri 150 ciklih praznjenja in polnjenja, ki jo zdaj dosegajo v okoli 90% primerov.

Kakšen je končen učinek dosežka? Zaradi bistveno večjega izkoristka naj bi tovrstni akumulatorji lahko dosegali kar 3- do 4-krat večje trajanje delovanja kot današnji, ob upoštevanju enake teže. Seveda pa lahko naredimo tudi bistveno lažje in tanjše mobilne naprave s primerljivim ali boljšim trajanjem delovanja kot danes.

Cilj kljub vsemu še ni dosežen. Da bi bila rešitev komercialno zanimiva je treba doreči proizvodni postopek, kot tudi izboljšati stabilnost pri večkratnih ciklih praznjenja in polnjenja (cilj je nekje 99,9% zanesljivost). Po nekaterih ocenah naj bi za to potrebovali še tri do pet let.

Vse o baterijah in akumulatorjih si boste sicer lahko prebrali v naslednji številki Monitorja, ki izide konec avgusta.