Czeka nas rewolucja w zasilaniu gadżetów? Nowe, aluminiowo-jonowe baterie zastąpią dotychczas używane litowo-jonowe i alkaliczne - zapowiadają naukowcy z Uniwersytetu Stanforda. Ich praca, opublikowana właśnie na łamach czasopisma "Nature" sugeruje, że nowe baterie będą miały same zalety i... praktycznie żadnych wad. Będą trwałe, tanie, szybkie w ładowaniu, niepalne i nieszkodliwe dla środowiska.
Opracowaliśmy technologię akumulatora aluminiowego, który może zastąpić dotychczasowe baterie, choćby alkaliczne, szkodliwe dla środowiska, czy litowo-jonowe, które w pewnych okolicznościach mogą się zapalić - mówi profesor Hongjie Dai, chemik z Uniwersytetu Stanforda. Nasza nowa bateria nie zapali się nawet, gdybyśmy ją przewiercili - dodaje.
Aluminium od dawna traktowano jako materiał atrakcyjny z punktu widzenia budowy anody, ujemnie naładowanej elektrody baterii. Niska cena, niskie ryzyko zapalenia się i potencjalnie wysoka pojemność zachęcały naukowców do badań. Przez dziesięciolecia nie udawało się jednak znaleźć materiału katody, który zapewniłby odpowiednio wysokie napięcie przy powtarzanych cyklach ładowania i rozładowywania.
Próbowano różnych materiałów katody. Nam przypadkiem udało się odkryć, że najprostszym rozwiązaniem będzie użycie węgla w postaci grafitu - mówi Dai. W naszych badaniach wykazaliśmy, że kilka typów grafitu daje bardzo dobre wyniki - dodaje. Elektrolitem jest sól, która w temperaturze pokojowej jest cieczą, co zwiększa bezpieczeństwo baterii.
Parametry akumulatorów testowych są bardzo zachęcające. Zespół z Uniwersytetu Stanforda zapewnia, że można je naładować nawet w minutę. Wytrzymują też niezwykle wysoką, sięgającą 7,5 tysiąca, liczbę cykli ładowania i rozładowywania. Dla porównania, stworzone w innych laboratoriach prototypy akumulatorów aluminiowych wytrzymywały nie więcej, niż 100 cykli.
Prototyp baterii aluminiowej daje w tej chwili napięcie około 2 voltów, to mniej więcej połowa napięcia typowej baterii litowo jonowej. Poprawa parametrów grafitowej katody powinna pozwolić nam jeszcze na podniesienie napięcia i zwiększenie gęstości energii. Poza tym nasza konstrukcja ma wszystko o czym można marzyć, tanie elektrody, bezpieczeństwo, szybkość ładowania, trwałość i elastyczność - mówi Dai.
Zdaniem konstruktorów nowych baterii, ich zastosowania nie ograniczą się tylko do zasilania naszych elektronicznych gadżetów. Poważne nadzieje wiążą z wykorzystaniem ich do gromadzenia energii otrzymywanej ze źródeł odnawialnych.
