Testování baterie pro extrémní podmínky. Kredit: David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering.

Hlad po praktické energii je všudypřítomný. Jedním z hlavních směrů výzkum soudobé materiálové vědy je vývoj nových baterií. Jeho součástí je i tým americké University of California, San Diego, který zkoumá nové designy baterií pro extrémní podmínky. Jejich nová lithium-sírová baterie funguje jak v mrazu, tak i ve spalujícím žáru a ještě navíc pojme dvakrát víc energie než konkurenční zařízení.

Guorui Cai při testech baterie. Kredit: David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering.

Guorui Cai a jeho kolegové navazují na své úspěchy s elektrolytem, který se váže slaběji na ionty lithia. Tento elektrolyt používají v experimentální lithiové baterii, která má kovovou anodu a katodu založenou na síře. Již dříve prokázali, že tato baterie slušně funguje za teplot hluboko pod bodem mrazu.

Teď přicházejí s vylepšeným receptem na elektrolyt. Obsahuje sůl lithia a dibutylether, což je sloučenina s teplotou varu 141 °C, díky čemuž je tento elektrolyt funkční i při vysokých teplotách. V experimentech si tato baterie udržela při teplotě mínus 40 °C 87,5 procent kapacity, zatímco při teplotě 50 °C dosáhla dokonce 115,9 procent původní kapacity. Nový design podle svých tvůrců rovněž nabízí ve srovnání s dnešními lithium-sírovými bateriemi mnohem více cyklů vybití a opětovného nabití.

Logo. Kredit: UC San Diego.

Baterie, které mohou operovat ve velkém rozmezí teplot, by mohly na jedné straně vést k efektivnějšímu provozu elektrických vozidel v chladném klimatu, a zároveň k omezení nutnosti chlazení elektrických systémů při vyšších teplotách, kvůli přehřátí. Jak říká Chen, baterie elektromobilů bývají vystavované vyšším teplotám. Pokud je nesnesou, tak jejich výkon rychle klesá.

Další výhodou nových lithium-sírových baterií je, že pojmou asi dvojnásobné množství energie oproti soudobým lithiovým bateriím. Elektrické vozidlo s takovými bateriemi by dojelo dvakrát dál než dnes. Třešničkou na dortu je, že síra představuje lépe dostupný a méně problematický prvek než je kobalt, dnes používaný k výrobě katod pro lithiové baterie. To by mělo snížit zátěž výroby baterií pro životní prostředí.

Literatura

New Atlas 4. 7. 2022.