Obnovitelné zdroje energie vyžadují použití masivních baterií pro dlouhodobé ukládání vyrobené energie. Slunce svítí jen někdy, ani vítr nefouká pořád, zato poptávka po elektřině se příliš neptá, je-li větrný den nebo noční bezvětří. Pokud to nějaká rozvodná síť myslí s obnovitelnou energetikou vážně, bez rozsáhlých kapacit baterií se neobejde.
Problém je v tom, že na trhu navzdory intenzivnímu úsilí výzkumných týmů stále scházejí jednoznačně bezpečné, spolehlivé, levné a přitom dostatečně výkonné baterie, které by mohly zajistit kapacitou pro uložení energie rozvodné sítě spoléhající na obnovitelnou elektřinu.
Shuqiang Jiao z čínského Beijing Institute of Technology a University of Science and Technology Beijing (USTB) a jeho kolegové nedávno navrhli ekonomicky přijatelnou a vůči životnímu prostředí šetrnou hliník-iontovou baterii (Al-Ion), která by se mohla v rozvodných sítích prosadit.
V dnešní době stále dominují lithium-iontové baterie, především pokud jde o spotřební elektroniku a elektrická vozidla či letouny. Li-Ion baterie mají podstatnou výhodu v tom, že ukládají energii ve vysoké hustotě. Fatální překážkou pro jejich využití v rozvodných sítích ovšem je vysoká cena velkých systémů založených na těchto bakteriích, plus jako nahnilá třešnička na dortu i jejich nepříjemná vznětlivost, která představuje bezpečnostní riziko.
Jednou z možných alternativ jsou právě Al-Ion baterie. Komplikací je ale jejich nejběžnější elektrolyt, kapalný chlorid hliníku, který koroduje hliníkovou anodu a je vysoce citlivý na vlhkost, který dále prohlubuje korozi. Tyto faktory přispívají k nízké stabilitě stávajících hliník-iontových baterií.
Jiao a spol. to zkusili s novým designem. K elektrolytu obsahujícímu ionty hliníku přidali inertní fluorid hliníku, čímž vznikl elektrolyt v podobě pevné látky. Fluorid hliníku má přitom 3D porézní strukturu, kterou ionty hliníku procházejí jako nůž máslem. Na elektrody rovněž přidali povlak karbonátu fluoroetylénu, který zabraňuje tvorbě krystalů hliníku a tím zpomaluje degradaci baterie.
##seznam_reklama##
Experimenty ukázaly, že došlo ke zlepšení odolnosti vůči vlhkosti oproti jiným Al-Ion bateriím, stejně jako ke zvýšení jejich fyzické i termální stability. Nová Al-Ion baterie s pevným elektrolytem vydrží opakované bodání ostrým předmětem a teploty až 200 °C. Má také výjimečnou životnost. Zvládne 10 tisíc cyklů nabití a vybití, přičemž ztratí méně než 1 procento původní kapacity. Mohla by mít velkou budoucnost.
Video: China Announces NEW Aluminum-ion Super Battery with 15-min Charging
Literatura