Tak samo, ale lepiej
Za sprawą Samsunga już w 2021 roku mają pojawić się ulepszone cylindryczne baterie litowo-jonowe zwane popularnie 21 700. Ten sam rodzaj akumulatora produkowany będzie również z megafabryce Tesli we współpracy z Panasonikiem. Zgodnie z doniesieniami pochodzącymi z rozmaitych źródeł masa baterii ma się zmniejszyć o 10 proc., a koszt produkcji o 30 proc. – pytanie tylko, na jak długo to wystarczy.
Firmy takie jak Samsung, Sony czy Toshiba usiłowały już wielokrotnie sięgnąć po energię zmagazynowaną w alkoholu metylowym. Dokładnie tak – ich nowoczesne baterie miałyby generować prąd poprzez spalanie metanolu. Wielokrotnie już prezentowano efekty prac badawczych na licznych pokazach technologicznych, choć widownia złożona z przeciętnych użytkowników telefonów i laptopów nie była zachwycona. Dlaczego?
Pomysł wykorzystania alkoholu może być nieco dziwny dla użytkowników. Taką baterię trzeba „tankować”, więc musi mieć bak, pompę oraz przetwornicę. Metanol jest dla człowieka trujący, więc trzeba go pakować w szczelne pojemniki. Do tego wszystkiego masa tych naprawdę skutecznie działających baterii alkoholowych – 3,5-kilogramowy akumulator Samsunga zapewnia 1800 W – jest jak na codzienny użytek zbyt duża.
Ale czy ktokolwiek po długich latach badań i prezentacji używa dziś takiej baterii? Mimo wielu zalet nie widuje się ich na co dzień… Technologia ta spotkała się z większym zainteresowaniem w sektorze militarnym. Tu największą zaletą jest bardzo krótki czas ładowania (czyli – uzupełniania zapasu płynu) i bardzo duża wydajność.
Liczy się wnętrze
Naukowcy z firmy Dyson stworzyli „porcelanową baterię”. W miejscu typowego elektrolitu pojawiło się ciało stałe, które w przeciwieństwie do współczesnych baterii jest niepalne i nie ulega degradacji wraz z użytkowaniem. Ilość energii na jednostkę objętości jest w ceramicznej baterii dwukrotnie większa niż w przypadku klasycznej baterii litowo-jonowej. Taka wydajność jest możliwa, ponieważ w ceramicznym wnętrzu zatopiony jest czysty metaliczny lit. Wraz ze wzrostem temperatury działanie takiego zbiornika energii polepsza się, więc nie ma potrzeby dodatkowego chłodzenia.
Niestety zastosowanie ceramiki powoduje znaczny wzrost masy. Ponadto by można zacząć stosować takie baterie w codziennym życiu, projektanci będą musieli dopracować ich wytrzymałość na wstrząsy: obecnie bardzo łatwo o zniszczenie cienkich kamiennych płytek.
Kolejne rozwiązanie problemów niewielkich baterii przeznaczonych głównie do telefonów pojawiło się na Uniwersytecie Stanowym Kalifornii. Tamtejszy profesor, Cody Friesen, opracował akumulator, w którym rolę elektrolitu pełnią ciecze jonowe, które nie parują i są bardziej stabilne chemicznie. Oczywiście są przewodnikami prądu elektrycznego. Trudność jednak tkwi w znalezieniu sposobu na tanią ich produkcję. Zalety tego rozwiązania są na tyle duże, że warto się o nie postarać – dlatego na przedsięwzięcie przeznaczono grant w wysokości 5,13 miliona dolarów!
Pojemność baterii z cieczą jonową ma być około 11 razy większa niż litowo-jonowych. Ponadto dzięki większej stabilności chemicznej można będzie wykorzystać metale o większej gęstości energetycznej niż stosowany do dzisiaj cynk. Jak ocenia Friesen, jego bateria będzie zapewniała od 900 do 1600 watogodzin na kilogram masy, a więc nawet dziesięć razy więcej niż obecnie stosowane ogniwa.
Naukowcy z firmy Dyson stworzyli „porcelanową baterię”. W miejscu typowego elektrolitu pojawiło się ciało stałe, które w przeciwieństwie do współczesnych baterii jest niepalne i nie ulega degradacji wraz z użytkowaniem. Ilość energii na jednostkę objętości jest w ceramicznej baterii dwukrotnie większa niż w przypadku klasycznej baterii litowo-jonowej. Taka wydajność jest możliwa, ponieważ w ceramicznym wnętrzu zatopiony jest czysty metaliczny lit. Wraz ze wzrostem temperatury działanie takiego zbiornika energii polepsza się, więc nie ma potrzeby dodatkowego chłodzenia.
