Revolúcia prichádza: nová batéria má 99% kapacity aj po 10,000 nabíjacích cykloch.
Energetický priemysel čelí v súčasnosti jednej z najväčších výziev – ako efektívne a udržateľne ukladať energiu z obnoviteľných zdrojov, ako sú slnečná a veterná energia. Doterajšie technológie, najmä lítiové batérie, síce dominujú na trhu, no majú svoje obmedzenia. Sú drahé, majú obmedzenú životnosť a ich bezpečnosť je často spochybňovaná kvôli riziku požiarov.
Vedci však nedávno predstavili prelomovú technológiu, ktorá by mohla zmeniť pravidlá hry. Ide o novú hliníkovú batériu, ktorá si aj po 10,000 nabíjacích cykloch zachováva viac ako 99% svojej kapacity. Táto technológia by mohla priniesť revolúciu v oblasti skladovania energie, pričom ponúka bezpečnosť, nízke náklady a ekologickosť. Prečo je potrebná nová technológia batérií?
Svet sa čoraz viac obracia k obnoviteľným zdrojom energie, ako sú slnečná a veterná energia, aby znížil svoju závislosť od fosílnych palív a bojoval proti klimatickým zmenám. Tieto zdroje energie sú však nepredvídateľné – slnko nesvieti stále a vietor nefúka nepretržite. Preto je nevyhnutné vyvinúť spoľahlivé systémy na skladovanie energie, ktoré by zabezpečili stabilnú dodávku elektriny aj v čase, keď obnoviteľné zdroje neprodukujú energiu.
Lítiové batérie, ktoré sú dnes najrozšírenejšie, majú niekoľko nevýhod. Lítium je drahý materiál, čo zvyšuje cenu batérií; obmedzená životnosť, keďže takáto batéria často stráca kapacitu už po 2000 – 3000 nabíjacích cykloch; bezpečnostné riziká, keďže Li-Ion batérie môžu byť náchylné na prehriatie a požiare, čo je obzvlášť nebezpečné pri veľkých inštaláciách.
Hliník je lacnejší, dostupnejší a ekologickejší materiál ako lítium. Navyše, hliníkové batérie majú potenciál prekonať lítiové batérie v oblasti bezpečnosti, životnosti a nákladov. A ako funguje nová hliníková batéria? Nová hliníková batéria využíva pevný elektrolyt, ktorý eliminuje problémy spojené s kvapalnými elektrolytmi. Kvapalné elektrolyty, ktoré sa bežne používajú v hliníkových batériách, sú korozívne a citlivé na vlhkosť, čo znižuje ich životnosť a bezpečnosť.
Vedci pridali do elektrolytu obsahujúceho hliníkové ióny inertnú soľ fluoridu hliníka, čím ho premenili na pevný elektrolyt. Tento pevný elektrolyt zvyšuje stabilitu batérie, zabraňuje korózii a zlepšuje odolnosť voči vlhkosti; zlepšuje pohyb iónov, umožňuje efektívny prenos hliníkových iónov, čo zvyšuje výkon batérie. Okrem toho vedci použili fluoroetylénkarbonát ako prídavok na vytvorenie tenkej ochrannej vrstvy na elektródach.
Táto vrstva zabraňuje tvorbe hliníkových kryštálov, ktoré by mohli degradovať batériu. Nová hliníková batéria prešla prísnym testovaním a dosiahla ohromujúce výsledky. Batéria si zachovala viac ako 99 % svojej kapacity aj po 10,000 nabíjacích cykloch. A tiež batéria odolala teplotám až do 200 °C a opakovaným mechanickým nárazom, ako sú vpichy ostrými predmetmi.
Bežné lítiové batérie strácajú kapacitu už po 2000 – 3000 cykloch, zatiaľ čo nová hliníková batéria vydrží viac ako 10,000 cyklov. To znamená, že by mohla slúžiť desaťročia bez potreby výmeny, čo je ideálne pre veľké energetické systémy. Hliníkové batérie sú menej náchylné na prehriatie a požiare, čo ich robí bezpečnejšími pre použitie v domácnostiach, priemysle a veľkých energetických inštaláciách.
Hliník je lacnejší a dostupnejší ako lítium, pričom jeho ťažba má menší dopad na životné prostredie. Navyše, nová batéria je recyklovateľná, čo znižuje množstvo odpadu. Vďaka použitiu lacnejších materiálov a dlhšej životnosti by nová technológia mohla výrazne znížiť náklady na skladovanie energie. Nová hliníková batéria by mohla byť ideálnym riešením pre skladovanie energie zo slnečných a veterných elektrární.
Jej dlhá životnosť a nízke náklady by umožnili efektívne integrovať obnoviteľné zdroje do energetickej siete. Aj keď je technológia zatiaľ zameraná na veľké energetické systémy, mohla by nájsť uplatnenie aj v elektrických vozidlách, kde by ponúkla dlhšiu životnosť a vyššiu bezpečnosť. Hliníkové batérie by mohli nahradiť lítiové batérie v domácich systémoch na skladovanie energie, čím by znížili náklady a zvýšili bezpečnosť.
Aj keď nová technológia ponúka množstvo výhod, stále existujú výzvy, ktoré je potrebné prekonať. Masová výroba a vývoj technológie do štádia masovej výroby môže byť náročný a časovo nákladný. Vedci pracujú na ďalšom zvyšovaní kapacity batérie a zlepšovaní jej výkonu a tiež konkurenčné technológie, keďže lítiové batérie majú stále silnú pozíciu na trhu a ich výrobcovia investujú do vývoja nových generácií batérií.
Nová hliníková batéria predstavuje prelom v oblasti skladovania energie. Jej extrémna životnosť, bezpečnosť, ekologickosť a nízke náklady ju robia ideálnym riešením pre budúcnosť obnoviteľnej energie. Ak sa táto technológia dostane do masovej výroby, mohla by zmeniť spôsob, akým ukladáme a využívame energiu, a prispieť k prechodu na udržateľnú energetiku. Budúcnosť energetického priemyslu je jasná – a hliníkové batérie by mohli byť jej základným kameňom.