Hliníkovo-grafenové baterie GMG bez lithia slibují velmi rychlé nabíjení

Vývoj nových akumulátorů není jednoduchý. V poslední době se objevilo mnoho slibných technologií, nicméně ty zpravidla přináší zlepšení v některých oblastech, zatímco strádají v jiných. To je i případ nových akumulátorů z dílen společnosti Graphene Manufacturing Group (GMG) a University of Queensland (vyvinuty na univerzitě, firma GMG bude komerčním partnerem, který je bude vyrábět). Provedli nové praktické testy několik let vyvíjených akumulátorů a mají některé velmi zajímavé vlastnosti. Stále je tu ale spousta jiných věcí, které bude třeba ještě dořešit a vyžádají si patrně další roky vývoje.

 

 

Nové akumulátory nejsou typu Li-Ion, ale Al-Ion. Místo lithia totiž využívají hliník, díky čemuž řeší jeden z palčivých problémů budoucnosti, kde vzít dostatečné množství lithia (naopak nastolují otázku, kde vzít tolik hliníku). Místo grafitu využívají velmi slibného materiálu grafenu, který u vyvíjených akumulátorů rozhodně není žádným nováčkem (1, 2, 3) a v některých případech by už měly být grafenové akumulátory i dostupné. Nenajdete tu ani měď nebo kobalt.

 

Jaký byl tedy výsledek? V knoflíkové variantě dosahují vysoké výkonové hustoty 7000 W/kg, což umožňuje tak rychlé nabíjení, že je zde primárním problémem především to, jak by bylo v praxi možné dodávat tak rychle takové množství energie. Pro zajímavost, grafitové (nikoli grafenové) hliníkové akumulátory Univerzity ve Stanfordu jsou na tom o dva řády hůře.

 

Výhodou nových článků je i vysoká životnost (v podstatě nulové opotřebení po 2000 cyklech), nízké riziko požáru a menší ekologické dopady. Jistě ale tušíte, že někde bude zakopaný pes. Tím je naopak energetická hustota. Sice nejde o žádnou tragédii, 150-160 Wh/kg není až tak nízké číslo, ale pro elektromobily by to bylo nepoužitelné (nicméně je to např. dvojnásobek toho, co měly akumulátory Hitachi pro hybridní Chevrolety ještě před 5 lety). Při stejné hmotnosti jako u dnešních EV by pobraly asi jen 60 % energie. A to je velký problém, protože i Li-Ion je na tom dost špatně, natož něco, co je ještě o 40 % horší.

 

Na druhou stranu je další výhodou akumulátorů menší zahřívání, které nevyžaduje náročné chlazení. To dle tvůrců tvoří asi 80 kg hmotnosti u 100kWh akumulátoru. Eliminací chlazení pak lze ušetřenou hmotnost využít k vložení většího množství článků, takže energetická hustota celého akumulátoru se pak o něco zvýší (větší část hmotnosti akumulátoru může být věnována samotným článkům a méně pak dalším věcem nutných pro práci s nimi). I tak by ale jen samotné články ve 100kWh akumulátoru vážily asi 650 kg (u Li-Ion necelých 400 kg) a teď k tomu připočtěte obal a další příslušenství.

 

V průběhu tohoto roku se počítá s testy knoflíkových baterií u komerčních zákazníků, do konce roku 2022 by měly být spuštěny i testy s výrobci telefonů nebo notebooků. Kdy se ale začne velkosériová produkce a pro která konkrétní nasazení (u elektromobilů vypadají být kvůli nízké energetické hustotě zatím nereálné), to je zatím ve hvězdách.

 

Zdroj: graphenemg.com, forbes.com