Akumulátory z hliníku a síry slibují 1/6 cenu proti Li-Ion i vyšší bezpečnost

U dnešních akumulátorů se řeší mnoho problémů najednou. Pokud jde o prvky, do značné míry jsme se už zbavili kobaltu, nicméně zvětšujícím se strašákem je lithium, a to ať už dopady jeho těžby, tak jeho nedostatek a s tím i rostoucí cena. Nicméně i zde se objevují řešení. V low-endu by mohly být částečnou náhradou Li-Ion akumulátorů baterie Na-Ion na bázi sodíku, zkouší se i mnoho dalších alternativních materiálů. Vědci na MIT to např. zkouší s hliníkem a sírou. Na počátku se snažili najít kov, kterého je na naší planetě nadbytek. Nejvíce je železa, ale to vyhodnotili jako nepříliš vhodné kvůli jeho elektrochemickým vlastnostem (nicméně je faktem, že železo je součástí LFP akumulátorů, které už tvoří zhruba polovinu baterek u elektromobilů). Druhým nejrozšířenějším prvkem je hliník, a ten si zvolili za základ svých nových akumulátorů. Ostatně hliník není zas až taková novinka, mají ho např. akumulátory NCA, které najdeme v mnoha Teslách.

 

 

Otázkou bylo, jaký materiál bude tvořit druhou elektrodu. Tím se stala síra, která je pro tyto účely nejlevnějším nekovem. Jako elektrolyt se zkoušely různé polymery, ale nakonec se dostali k taveným solím, konkrétně byla použita NaCl–KCl–AlCl₃. Ve výsledku má akumulátor levné materiály a elektrolyt, který nehoří a navíc přirozeně zabraňuje vzniku dendritů, jež běžně stojí za snižováním výkonu akumulátorů, případně i za jejich selhání. Zajímavostí byla možnost opravdu extrémně rychlého nabíjení. Při teplotě 110 °C se dalo dosáhnout 25C, což znamená rychlost nabíjení odpovídající tomu, že by byl akumulátor nabit za 1/25 hodiny (tedy cca 2,5 minuty). Podařilo se jim dokonce dosáhnout nabíjení za méně než minutu.

 

Baterii není nutno dodávat externě energii, aby se dostala na provozní teplotu (pro nabíjení i vybíjení), otázkou ale je, nakolik velké jsou tyto ztráty při vybíjení a nabíjení (tedy celková "round-trip" efektivita). Další otázkou je také energetická hustota, o které tisková zpráva bohužel nemluví, a dá se čekat, že nebude příliš vysoká. Vědci nicméně zmiňují, že výsledek jejich bádání by mohl být ideální pro nasazení v řádech desítek kWh např. jako úložiště z OZE pro domy a firmy nebo jako vyrovnávací buffer pro rychlonabíječky elektromobilů (u nich se hodí možnost rychlého nabití). Pro nasazení v řádech MWh a vyšších to ale nevidí jako moc smysluplné. Další výhodou by měla být cena na úrovni jedné šestiny Li-Ion, což by mohlo znamenat cca 20 USD/kWh. Výsledek výzkumu se přetavil už i do založení komerční společnosti Avanti, která by měla vyrábět akumulátory na tomto principu. Zatím ale nevíme, kdy se tak stane.

 

Zdroj: news.mit.edu, techxplore.com