Baterie z hliníku, síry a soli je bezpečná, levná a rychle se nabíjí

Datum 26.08.2022

Tři základní složky baterie jsou: vlevo hliník, uprostřed síra a vpravo krystaly kamenné soli. Foto: Rebecca Millerová, MIT

Vědci z MIT vyvinuli novou konstrukci baterie s využitím běžných materiálů jako je hliník, síra a sůl. Baterie je nejen levná, ale také odolná proti požárům, což je veliký argument odpůrců elektromobility. Zároveň ji lze velmi rychle nabíjet, což by ji mohlo využít pro napájení domácnosti nebo nabíjení elektromobilů a navíc vykazuje menší poruchovost ve srovnání s lithium-iontovými bateriemi, které dominují v této oblasti již několik desetiletí díky své spolehlivosti a vysoké hustotě energie.

Lithium je však stále vzácnější a dražší a články mohou být nebezpečné – při poškození nebo nesprávném použití mohou explodovat nebo vzplanout a jejich hašení třeba u elektromobilů se může stát noční můrou. Je proto zapotřebí levnějších a bezpečnějších alternativ, zejména s přechodem na obnovitelné zdroje energie a právě již zmíněné elektromobily.

Tým z MIT (Massachusettský technologický institut) se proto rozhodl navrhnout nový typ baterie ze snadno dostupných a levných materiálů. Po hledání a několika pokusech a omylech se rozhodli pro hliník – jako jednu elektrodu a síru jako druhou, doplněnou elektrolytem z roztavené chloro-hlinité soli. Nejenže jsou všechny tyto složky levné a běžné, ale navíc nejsou hořlavé, takže nehrozí nebezpečí požáru nebo výbuchu.

Při testech tým prokázal, že nové bateriové články vydrží stovky nabíjecích cyklů a nabíjejí se velmi rychle – v některých experimentech za méně než minutu, samozřejmě záleží na celkové kapacitě, kterou článek ze serveru MIT neuváděl. Články by měly podle propočtů z MIT stát pouhou šestinu ceny lithium-iontových článků podobné velikosti.

Nejenže mohou pracovat při vysokých teplotách až 200 °C, ale při vyšších teplotách skutečně fungují lépe – při teplotě 110 °C se baterie nabíjely 25krát rychleji než při teplotě 25 °C. Důležité je, že podle vědců baterie nepotřebuje k dosažení této zvýšené teploty žádnou vnější energii – k udržení takové teploty stačí její obvyklý cyklus nabíjení a vybíjení.

Přestože byl typ soli v elektrolytu zvolen kvůli nízkému bodu tání, má shodou okolností ještě jednu výhodu – přirozeně zabraňuje tvorbě dendritů. Tým tvrdí, že tato konstrukce baterie by se nejlépe hodila pro kapacitu několika desítek kilowatthodin, jako je třeba napájení individuální domácnosti z obnovitelných zdrojů. Díky rychlému nabíjení by mohly být užitečné i pro elektromobily.

Richard Pappen
zdroj: MIT