Down Under szykuje się coś elektryzującego i nie, to nie jest kolejny film o Krokodylu Dundee. Australijscy badacze przechwalają się poważnym krokiem w świecie akumulatorów, potencjalnie zmieniając zasady gry zarówno w pojazdach elektrycznych, jak i smartfonach. Imię zmieniacza zasad gry? Bateria litowo-siarkowa (Li-S).
Nowo opracowana konstrukcja akumulatorów Li-S, opracowana na Uniwersytecie Monash w Melbourne, oferuje imponującą gamę zalet w porównaniu z tradycyjnymi akumulatorami litowo-jonowymi, które wszyscy znamy (a czasami, niechętnie, wymieniamy). Zachowując aż pięciokrotnie większą energię, a jednocześnie zużywając połowę ceny, nowa technologia baterii wygląda jak Święty Graal, którego szukał świat.
Istota tego udoskonalenia polega na zmniejszeniu ilości zużywanego litu i znacznym zwiększeniu żywotności baterii. Ale nie tylko zwiększona trwałość przyciąga uwagę. Czarodzieje firmy Monash wprowadzili „anodę z folii litowej pokrytej nanoporowatym polimerem”, która, mówiąc prościej, jest nową, niesamowitą konstrukcją, mniej obciążającą portfel i dostarczającą więcej energii.
Historycznie rzecz biorąc, akumulatory Li-S zawierały, nazwijmy to, „niepożądaną chemię”. Kiedy anoda litowa i katody siarkowe postanowiły się zmieszać, powstały dendryty – struktury przypominające drzewa – które degradowałyby akumulator i elektrolit. W rezultacie baterie te czasami kończyły się po zaledwie 50 cyklach. A przy dość dramatycznym wyjściu czasami dochodziło nawet do zwarcia i podpalania łatwopalnego elektrolitu. Brzmi jak dramatyczna telenowela w Battery Land, prawda? Cóż, akumulatory litowo-jonowe też nie są niewinne i czasami stają w płomieniach.
Jednakże badacze Monash, pod przewodnictwem zawsze entuzjastycznego doktoranta Declana McNamary, opracowali remedium na te melodramatyczne problemy. Ich powłoka polimerowa, cieńsza niż kartka papieru i pełna maleńkich dziurek (o szerokości mniejszej niż nanometr), działa jak swego rodzaju strażnik. Pozwala jonom litu na swobodne przemieszczanie się, utrudniając jednocześnie działanie innych irytujących substancji chemicznych. Według McNamary powłoka ta nie tylko pełni funkcję strażnika, ale także systemu wsparcia, pomagając litowi w jego eskapadach związanych z ładowaniem i rozładowywaniem.
„Jeśli pomyślisz o litu metalicznym jako o nastolatku dysponującym nieograniczoną energią, zła bateria po prostu powoduje marnowanie tej energii” – wyjaśnia McNamara. „Jednak jeśli zostanie właściwie wykorzystana, energia ta może zaowocować znakomitymi urządzeniami magazynującymi, które są proste w wykonaniu. Ta nowa powłoka przybliża nas do produkcji wydajnych akumulatorów Li-S”.
Popierając McNamarę, profesor Mainak Majumder wskazuje, że badanie przedstawia nowatorski plan ochrony litowo-metalu przed szybkim rozkładem, który wcześniej był przysłowiową piętą achillesową akumulatorów Li-S. Według profesora Matthew Hilla, innego członka zespołu doradców, akumulatory te mogą być kolejną wielką rzeczą dla rynku głodnego zaawansowanych rozwiązań energetycznych, zwłaszcza w obliczu rosnącego zapotrzebowania na pojazdy elektryczne, samoloty i elektronikę.
Teraz, gdy akumulatory Li-S cieszą się obecnie dużym zainteresowaniem, należy pamiętać, że wszechświat akumulatorów jest ogromny. Inni początkujący rywale, tacy jak cynkowo-jonowy, jonowo-sodowy i żelazopowietrzny, również walczą o kawałek tortu, chcąc rzucić wyzwanie długotrwałemu panowaniu litowo-jonowego.
