Naukowcy pracują nad bateriami, które uniezależniłyby świat od litu
Urszula Lesman
Rosnący popyt na przenośną elektronikę oraz pojazdy elektryczne zwiększa zapotrzebowanie na przystępne cenowo i ekologiczne baterie. Baterie potasowo-jonowe mogą być idealnym zamiennikiem baterii litowo-jonowych, dzięki obfitości zasobów potasu na ziemi oraz jego korzystnym właściwościom, w tym możliwościom szybkiego ładowania.
Dostęp do litu jest ograniczony
Eksperci przewidują, że te baterie mogą w przyszłości stać się łatwiejsze w produkcji niż litowo-jonowe, co potencjalnie umożliwi ich szersze zastosowanie, na przykład do magazynowania energii z odnawialnych źródeł.
Według Alexeya Ganina, szefa grupy Glasgow ElectroChemistry on Solids (GECOS) na Wydziale Chemii Uniwersytetu w Glasgow, baterie litowo-jonowe, obecnie powszechne w urządzeniach od smartfonów po pojazdy elektryczne, oferują doskonałą wydajność. Jednak względna rzadkość litu sprawia, że jest to strategicznie ważny i ograniczony zasób. W pewnym momencie może go po prostu zabraknąć.
Wiele z najwydajniejszych obecnie projektów baterii potasowo-jonowych wykorzystuje katody wykonane z bieli pruskiej (Biel pruska to zredukowana i uwodniona forma błękitu pruskiego). Jednak uzyskanie optymalnej wydajności wymaga mieszania bieli pruskiej z węglem w celu zwiększenia jej przewodności, co sprawia, że projekt jest nieco bardziej skomplikowany.
Warstwowa struktura materiału pozwala jonom potasu na swobodne przemieszczanie się między warstwami podczas ładowania i rozładowywania, dzięki czemu bateria zachowuje 85 proc. pojemności nawet przy wysokich prędkościach ładowania w testach laboratoryjnych.
Następnym krokiem zespołu jest znalezienie elektrolitu, który może jeszcze bardziej poprawić wydajność baterii. – Elektrolity do baterii litowo-jonowych można kupić gotowe, ale potrzebne są dalsze prace, aby udoskonalić elektrolity do baterii potasowo-jonowych. Chcemy nawiązać współpracę z ekspertami od robotyki, którzy pomogą nam przetestować tysiące potencjalnych kombinacji chemicznych, aby znaleźć najlepszy możliwy kandydat do zastosowania w naszej baterii – dodał Alexey Ganin.
W bateriach potas czy sód?
To nie jedyny projekt poszukiwania alternatywy dla tradycyjnych baterii litowo-jonowych. Naukowcy z Koreańskiego Instytutu Nauk i Technologii (KAIST) opracowali nowatorska baterię sodową-jonową. Ładowanie takiego akumulatora ma zajmować zaledwie kilka sekund. Nowy akumulator ma również większą gęstość energii niż komercyjne akumulatory litowo-jonowe, co zwiększa jego wydajność. Koreańscy naukowcy podkreślają, że wyjątkowość tej baterii polega także na tym, że może ona wykorzystywać sód (Na) i powietrze, bez użycia żadnego specjalnego sprzętu.
