Čínska Pekinská technická univerzita (BJUT) a Vedecko-technická univerzita v Pekingu (USTB) spoločne vyvíjajú ekonomicky prijateľný a voči životnému prostrediu šetrnejší batériový článok, primárne navrhovaný pre rozvodné siete na vykrývanie výkonových špičiek a samozrejme ukladanie prebytočnej energie.
Logicky má však ohromný potenciál aj pri výrobe batérií pre automobilový priemysel. Výhodou hliníka je, že si môže v rámci jedného iónu vymeniť tri elektróny, takže jediný Al3+ je ekvivalentom troch Li+. Z dostupných informácií vychádza, že hliníková batéria by mohla mať až 50-násobnú energetickú hustotu lítiovo-iónových článkov, problém je však vo vysokej elektrostatickej interakcii elektród s trojmocným katiónom.
Takmer nestráca kapacitu
Nechceme príliš zachádzať do ďalších podrobností, primárne sa venujeme automobilom a nie chémii, ale vedci zo spomínaných univerzít primárne problémy podľa všetkého prekonali. Tím výskumníkov pridal do elektrolytu obsahujúceho hliníkové ióny inertnú soľ fluoridu hlinitého, takže vytvorili pevný elektrolyt. Fluorid hlinitý má navyše poréznu 3D štruktúru, ktorá uľahčuje preskoky hliníkových iónov a tým zvyšuje vodivosť.
Na rozhraniach je navyše fluóretylénkarbonát, ktorý na elektródach svojou tenkou vrstvou bráni tvorbe hliníkových krištáľov, ktoré by zhoršovali kondíciu článkov. Vedci tento proces zvládli tak dobre, že sa po 10 000 nabíjacích cykloch znížila kapacita testovacích batérií len o jedno jediné percento.
Bepečnejšia, odolnejšia, nehorľavejšia
Tým ale zaujímavosti k hliníkovej batérii nekončia. Hliník je zároveň menej reaktívny ako lítium, takže riziko požiaru či náhleho uvoľnenia veľkého množstva tepelnej energie je neporovnateľne nižšia. V porovnaní lítiovo-iónovými akumulátormi je novinka odolnejšia voči vlhkosti a má vyššiu fyzickú i tepelnú stabilitu. Vedci pri testovaní overili, že články nereagujú ani na opakované údery ostrým predmetom a s prehľadom zvládajú zahrievanie na 200 stupňov Celsia.
Pokiaľ ide o environmentálnu stránku, výskumníci tvrdia, že až 80 percent fluoridu hlinitého je možné obnoviť jednoduchým umytím a následne sa dá použiť v ďalšej batérii s len minimálnou stratou účinnosti.
70-násobné zrýchlenie nabíjania?
Kým sa hliníkovo-iónová batéria dostane na trh, vedci chcú najprv zvýšiť jej energetickú hustotu (súčasný stav neprezradili) a zároveň chcú ešte o čosi viac posunúť i životnosť.
O čosi optimistickejší sú výskumníci z univerzity v austrálskom Queenslande. Tí na svojich stránkach tvrdia, že ich grafén-hliníkovo-iónová batéria poskytne až trojnásobnú životnosť v porovnaní s lítiovo-iónovými článkami, hlavne by ale malo byť možné nabíjať ju až 70-krát rýchlejšie.
