Svět baterií: lithium i kvantové technologie
Nástup elektromobilů, Internet věcí, nositelná elektronika i klasické mobilní přístroje: nové efektivnější technologie pro baterie/akumulátory se zkoumají z mnoha stran. Nápadů a výzkumů existuje celá řada, i když zrovna v této oblasti je na místě skepse, protože z laboratoří k průmyslové výrobě dojde projektů jen minimum; takže o náhradě Li-Ion baterií čteme již nějakých 15 let. A dokonce i když se technologie objeví na trhu, může jít o slepou uličku. Kdo si dnes vzpomene třeba na palivové články pro notebooky?
Kvantové mohou být i baterie
Rychlejší nabíjení baterií byl kromě spotřební elektroniky mělo význam pro elektrická auta i pro ukládání energie generované ve špičkách solárních a větrných elektráren.
Dario Ferraro a jeho kolegové z Italského technologického ústavu v Janově publikovali ve Physical Review Letters studii, která teoreticky demonstruje využití kvantových jevů při nabíjení baterií. Provázanost (entanglement) jednotlivých částí baterie by prý mohla proces urychlit podobně, jako provázané bity (qubity) zvyšují výpočetní sílu kvantového počítače. Oproti paralelně nabíjeným bateriím by zrychlující faktor měl odpovídat odmocnině z N (počet provázaných baterií), samozřejmě za předpokladu, že by se provázanost podařilo udržet – takže zde zřejmě naopak bude existovat omezení doby nabíjení (a tedy i kapacity). Stejně tak by kvantové baterie mohly energii rychle uvolňovat.
Rychlejší nabíjení Li-Ion
Rychleji nabíjet by ovšem mohlo jít i běžné baterie lithium-iontové, a to i bez futuristických technologií. Podle výzkumníků z University of Cambridge, který byl publikován v časopisu Nature, by efektivnější anoda lithiové baterie mohla být vyrobena z oxidu wolframu a niobu.
Současné anody Li-Ion baterií z grafitu mají ten problém, že při příliš rychlém nabíjení se zde z iontů lithia vytvářejí vlákna (dendrity), která mohou způsobit zkrat. Anoda proto představuje úzké hrdlo, bez ohledu na vodivost samotného elektrolytu. Oxidy wolframu a niobu mají umožnit rychlejší pohyb iontů lithia se zachováním potřebné mechanické stability a bez rizika zkratu. Protože příslušné oxidy jsou oproti grafitu těžší, nevýhodou takové baterie by naopak byla nižší hustota uložené energie.
Zajímavou novinkou týkající se Li-Ion baterií je i návrh publikovaný v časopisu ACS Nano Letters (hlavní autor Ouwei Sheng). Výzkumníci zde plánují vylepšení pomocí přidání nanočástic boritanu hořečnatého do pevného elektrolytu, což má zvýšit množství iontů v prostředí a tím i vodivost (a tedy rychlost/příkon).
