2-násobný dojazd a 5-minútové nabíjanie e-áut vďaka kukurici a zemiakom?

Vedci z KIST vyvinuli novú technológiu, ktorá má priniesť batériám elektromobilov „násobnú“ energetickú kapacitu a ultra-rýchle nabíjanie. Základom je nový materiál, ktorý sa „varí“ aj za použitia bežných ingrediencií ako kukuričný a zemiakový škrob, voda a olej. Nové batérie pritom majú byť jednoduché na výrobu, nákladovo efektívne a ľahko „komercionalizovateľné“.

S nádejným objavom prišiel výskumný tím z Kórejského inštitútu vedy a techniky (KIST). Jeho nová technológia totiž umožňuje nahradiť bežne používané grafitové anódy za stabilné kremíkové, čo môže priniesť až 4-násobné zvýšenie kapacity. Okrem toho má umožniť aj ultra-rýchle nabíjanie elektromobilov, a to za 5 minút na 80 % kapacity. Aplikácia nových materiálov v prípade batérií elektromobilov má pritom predĺžiť ich dojazd dvojnásobne.

Je známe, že kremík má až 10-násobne väčšiu energetickú kapacitu ako v batériách bežne používaný grafit. Avšak v komercializácii batérií s kremíkovými anódami bránilo viacero problémov. Tým hlavným bola rýchla degradácia kapacity v priebehu nabíjacích cyklov.

Navrhlo sa preto viacero metód, vďaka ktorým sa podarilo zabezpečiť stabilitu kremíkovej anódy. Tie však boli tak zložité a nákladné, že to doteraz neumožnilo komercializáciu batérií s takouto anódou. Preto si vedecký tím z KIST stanovil za cieľ, že spomínaný problém vyrieši pomocou jednoduchých metód a bežne dostupných materiálov.

„Varila myšička kašičku“

Pri výrobe požadované materiálu použili výskumníci vodu, olej, ako aj kukuričný a zemiakový škrob. Kremík a škrob rozpustili vo vode, resp. v oleji, pričom zmes zahrievali/“varili“ dovtedy, kým nevznikli uhlíkovo-kremíkové kompozity.

Na pevnú fixáciu uhlíka a kremíka použili jednoduchý tepelný proces na spôsob vyrážania jedla. Tým zabránili neželanému rozpínaniu kremíka v rámci anódy počas nabíjania a vybíjania. Vedci mali pritom preukázať, že ich kompozitný anódový materiál zabezpečil 4-násobnú kapacitu v porovnaní s bežnými grafitovými anódami, nabitie na viac ako 80 % za 5 min a zachovanie kapacity v rámci 500 nabíjacích cyklov.

„Jednoduché procesy, na ktoré sme prišli a kompozity s vynikajúcimi vlastnosťami, ktoré sme vyvinuli, sa budú s najväčšou pravdepodobnosťou komercializovať a hromadne vyrábať. Tieto kompozity sa dajú aplikovať v rámci li-ion batérií elektromobilov, ako aj batériových úložísk,“ povedal Dr. Hun-Gi Jung, vedúci výskumného tímu z KIST.

Zdroj: KIST

SÚVISIACE ČLÁNKY:
Tajný batériový projekt Tesly, “Roadrunner”, odhalil prvé informácie
Slovenská „Gigafactory“ chce vyrábať batérie pre elektromobily „na mieru“
Ropný gigant chystá nenabíjateľné hliníkovo-vzduchové batérie pre elektromobily