Baterie przyszłości z dodatkiem asfaltu?
Powszechnie dziś stosowane baterie litowo-jonowe zbliżają się już chyba do kresu swoich możliwości, jeśli chodzi o pojemność czy szybkość ładowania, i mało prawdopodobne jest, by to one w przyszłości były głównymi nośnikami energii. A potrzeby z tym związane będą rosnąć z każdym rokiem, stąd intensywne prace nad nowymi typami baterii. Naukowcy z Uniwersytetu Rice w Houston testują właśnie baterie litowo-metaliczne z dodatkiem asfaltu (na zdjęciu mikroskopijny obraz anody takiej baterii). Pierwsze wyniki są więcej niż obiecujące.
Ciężko dziś jeszcze przewidzieć, jaki rodzaj akumulatorów będzie dominować za kilka, kilkanaście lat. Prace nad bateriami litowo-powietrznymi czy różnymi rodzajami baterii litowo-metalicznych są w toku i dopiero za kilka lat będzie można powiedzieć coś bardziej konkretnego na ich temat. Do tego wyścigu o podbicie rynku baterii dołączył Uniwersytet Rice z Houston. Naukowcy z tej uczelni testują obecnie rozwiązanie z domieszką asfaltu, które ma zapewnić dużo szybsze ładowanie baterii, jak i zmininalizować ryzyko wystąpienia awarii.
Do stworzenia baterii naukowcy z Rice'a zastosowali gilsonit, pochodną asfaltu i zmieszali go z przewodzącymi nanonami grafenowymi. Następnie ten kompozyt został pokryty metalem litu w procesie osadzania elektrochemicznego, aby utworzyć anodę. Końcowa bateria jest wytwarzana przez połączenie tej anody z katodą siarkowego węgla.
Nowe baterie metalowo-asfaltowo-litowe zostały już przetestowane w ponad 500 cyklach ładowania i rozładowania i okazało się, że porowaty materiał z asfaltu zapewnia większą stabilność akumulatora. Lepsze parametry, w tym m.in. gęstość prądu czy gęstość mocy, powinny sprawić, że ich ładowanie będzie znacznie szybsze, nawet dwudziestokrotnie w porówaniu z bateriami litowo-jonowymi. W pełni rozładowana bateria do pełna może być naładowana nawet w 5 minut. Co ważne, pojemność tego typu akumulatorów może być znacząco większa niż stosowanych dziś baterii litowo-jonowych.
Zaletą tego typu baterii może być również to, że nie tworzą się na anodzie dendryty podczas procesu ładowania, które mogą doprowadzić do zwarcia w baterii, a nawet do pożaru bądź wybuchu.
Nie jest to pierwszy rodzaj baterii, nad którymi pracują naukowcy z Rice'a. Wcześniejsze projekty wykorzystywały anodę grafenu i nanorurek węglowych i uzyskane efekty co do pojemności samej baterii były zbliżone. Jednak bateria oparta o dodatek asfaltowy ma tę zaletę, że byłaby ona znacznie łatwiejsza do wykonania.
Źródło: University Rice
