Gęste "oddychające" baterie
Technologia produkcji baterii litowo-jonowych zbliża się do granicy, poza którą nieopłacalne stanie się zwiększanie pojemności tego typu urządzeń.
- Głównym czynnikiem ograniczającym gęstość energii tych baterii jest katoda. Każdy chce zwiększyć ilość litu, dzięki czemu zwiększy się ilość przechowywanej energii - mówi profesor Peter Bruce z University of St. Andrews w Wielkiej Brytanii. Problem w tym, że wraz ze zwiększaniem katody, zwiększą się rozmiary i waga baterii.
Rozwiązaniem problemu jest, zdaniem Bruce'a, zapożyczenie pomysłu z baterii cynkowo-tlenowych. Tego typu baterie, używane w aparatach słuchowych, działają dzięki reakcji cynku z tlenem z powietrza.
Bruce ze swoim zespołem stworzyli więc baterię, w której wyeliminowano tradycyjną katodę, zastępując ją lekkim porowatym węglem. Podczas pracy, tlen z powietrza przechodzi przez membranę do porowatego węgla, gdzie reaguje z jonami litu z elektrolitu oraz elektronami z zewnętrznego obwodu, tworząc stały tlenek litu, który wypełnia pory w węglu. Podczas ładowania baterii, tlenek litu ulega rozpadowi, jony litu wracają do elektrolitu, tlen zostaje uwolniony do atmosfery, a pory w węglu znowu są otwarte.
Dzięki temu, że jeden z elementów koniecznych do reakcji - tlen - jest pobierany z zewnątrz baterii, w samym urządzeniu nie trzeba zamykać wszystkiego, co potrzebne do jej pracy. To czyni ją lżejszą.
Już w tej chwili prototypowa bateria zespołu Bruce'a jest w stanie przechować 400 miliamperogodzin na gram wagi. To ośmiokrotnie więcej niż baterie używane obecnie w telefonach komórkowych. Możliwe jest jeszcze większe upakowanie energii tak, by było jej 10-krotnie więcej, niż w bateriach litowo-jonowych.
Profesor Bruce mówi jednak, że w przyszłości, gdy baterie litowo-jonowe zostaną udoskonalone, jego bateria będzie oferowała tylko dwukrotnie lepszą pojemność. Teraz zespół Bruce'a pracuje nad stworzeniem nie prototypu, a funkcjonującej baterii litowo-powietrznej.
Mariusz Błoński
