Revoluční lithium-vzduch baterie: budoucnost nebo jen sny?

Jan Grohmann - 13 Květen 2014

Lithium-vzduch baterie jsou jednou z možností, jak zásadně zvýšit dojezd elektrických aut nebo výdrž elektrických přístrojů. Na lithium-vzduch bateriích pracuje řada výzkumných týmů po celém světě. Jen za tři roky bylo zveřejněno 300 vědeckých prací. Jaký je tedy současný stav vývoje lithium-vzduch baterií?Lithium-vzduch baterie

A jak lithium-vzduchové (chceme-li lithium-kyslík) baterie fungují? Zjednodušeně řečeno, vydávají energii oxidací lithiových desek, tedy vstřebáváním kyslíku. Při nabíjení je chemická reakce opačná.

Avšak v praxi se jedná o velmi komplikovanou chemii a fyziku. Komerčně použitelné lithium-vzduch baterie jsou ještě deset nebo možná dvacet let daleko. Kde je tedy problém?

"Vývoj praktických li-vzduch baterií musí překonat nelehké úkoly - pochopení základních elektrochemických procesů lithium-kyslík, vývoj nových materiálů elektrického článku a inovace v klíčových aspektech designu elektrického článku," říká Jun Lu, vedoucí týmu výzkumníků na Pekingském institut technologie a Univerzitě Hanyang.

Lithium-vzduchové baterie se s teoretickou hustotou energie až 12 000 Wh/kg blíží benzínu, který má 13 000 Wh/kg. Avšak jedná se o teoretickou hodnotu lithium-vzduch baterie, v praxi nedosažitelnou.

Čtveřice základních typů lithium-vzduch baterií

Čtveřice základních typů lithium-vzduch baterií.
foto: ACS, Jun Lu

Nejlepší současné (cenově dostupné) li-ion baterie mají hustotu energie někde kolem 200 - 250 Wh/kg. Cílem výzkumníků je vyrobit lithium-vzduch baterie s hustotou energie alespoň 1000 Wh/kg.

"Použitelná hustota energie benzínu v automobilovém průmyslu je přibližně 1 700 Wh/kg, za předpokladu, že průměrná převodní účinnost palivo/pohyb je 12,6 % u amerických aut," cituje magazín Charged EV časopis Chemical Reviews.

"Naštěstí, podobnou energii získáme, pokud dokážeme dosáhnout alespoň 14,5 % teoretické hustoty energie plně nabité lithium-vzduch baterie. Takže není vyloučeno, že taková hustota energie může být dosažená na úrovni elektrického článku.“

V současné době výzkumníci zaměřují svou pozornost na čtyři druhy lithium-vzduch baterií, charakterizované typem elektrolytu – aprotycká, vodná, pevná a hybridní aprotická/vodná.

Typická aprotická lithium-vzduch baterie se skládá z lithiové elektrody, elektrolytu ze směsi soli litihia rozpuštěné v aprotickém rozpouštědle a druhou elektrodu, která „dýchá“ kyslík za vzduchu. Největším problémem je stabilita elektrolytu, jak v čase, tak zejména při rychlém nabíjení baterie.

"Bez nejmenších pochyb, hledání stabilního elektrolytu, v elektrochemickém prostředí bohatém na kyslík, je v současné době největší prioritou,“ říká Lu. „Návrh robustní strategie pro zkoumání stability různých elektrolytů by bylo velmi prospěšné pro vývoj praktických lithium-vzduch aplikací.“

Dalším nadějným typem je lithium-vzduch baterie založená na vodném elektrolytu. "Úspěšný rozvoj jakýchkoli vodných lithium-vzduch baterií závisí na zamezení přímého kontaktu lithiové elektrody s vodou. Nejvíce inovativní přístup k řešení tohoto problému je zavedení li-ion vodivé skleněné keramiky (LiC-GC). Nicméně, tato keramika je obecně nestabilní a vysoce odporová při nízké teplotě. Kromě toho není příliš stabilní v silně kyselých nebo zásaditých médiích. Budoucí výzkum a vývoj velkých a flexibilnějších LiC-GC membrán velmi pomůže vývoji lithium vzduchové baterií s vodným elektrolytem,“ uzavírá Lu.

Zpět na HybridPřidat komentář
Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

No ono ešte kartami zamiešajú zinkovo-vzdušné batérie.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Podle toho jak všechno trvá lze očekávat, že tohle by mohly být ideální baterie pro elektrombily 3. nebo 4. generace za takových 20 let. Vybou vyrobeny z recyklovaného lithia ze starých autobaterií a s konečnou platností začnou vyhánět spalováky z jejich posledních útočišť v ekosystému silniční dopravy.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

další eko-elektroterorista,který si myslí že elektrická energie rovná se ekologická energie a že auta,která nemají výfuk pomáhají ekologii...než tohle začnete blábolit někde na přednášce a na různých ekochatech,nastudujte kdo a co je největší znečišťovatel ovzduší a kolika procenty se na znečištění podílí automobilová doprava :-(

Obsah tohoto pole je soukromý a nebude veřejně zobrazen.
Standardní nastavení volby "Zasílání upozornění na email" můžete nastavit na stránce svého profilu.
Kontrola proti nevyžádaným příspěvkům
Absolováním testu nám pomáháte bojovat proti SPAMu. Děkujeme.


EVMapa.cz - mapa nabíjecích stanicNabíječky elektromobilů CircontrolKariéra EVC GroupProdej pneu 100% onlineŘízení stanic pro elektromobilyŘízení stanic pro elektromobily
O ČEM SE PRÁVĚ DISKUTUJE?

Newsletter


185.66.36.26