Baterie bez lithia? Možná bude stačit voda a uhlík

Baterie bez lithia? Možná bude stačit voda a uhlík

18. března 2018

Tým vědců z melbournské univerzity vytvořil prototyp baterie, od které si slibují tři zásadní přínosy: bude levná, bude ekologická a nebude závislá na lithiu.

V tuto chvíli jde pouze o malý prototyp protonové baterie. Australští vědci však tvrdí, že může konkurovat dnešním lithium-iontovým bateriím. Prototyp protonové baterie vychází z principů vodíkových článků, které spojuje s chemickými bateriemi pro ukládání elektřiny. Jde tak vlastně o hybrid, který si bere to lepší z obou technologií.  

Protonová baterie používá uhlíkovou elektrodu jako zásobu vodíku spojenou s reverzibilním palivovým článkem pro výrobu elektřiny. Zdrojem protonů je snadno dostupná voda. Právě spojení uhlíku a vody, které jsou běžně dostupné, je podle australských vědců klíč k potenciální ekonomické výhodě oproti lithiu.

„Protonové baterie mají potenciál být ekonomičtější než současné lithium-iontové technologie, které využívají omezené zdroje surovin. Uhlík, který je primárním zdrojem používaným v naší protonové baterii, je široce dostupný a levný,“ představuje výhody protonové baterie vedoucí týmu vědců profesor John Andrews z melbournské univerzity. Další výhodou bude účinnost srovnatelná právě s lithium-iontovými bateriemi. 

Během procesu nabíjení protonové baterie je voda rozložena tak, aby vznikly protony, které pak procházejí buněčnou membránou a spojují se s uhlíkovými elektrodami, aniž by vytvářely plynný vodík. Pokud protonová baterie dodává elektřinu, proces se obrátí. Ze zásobníku se uvolňují atomy vodíku, které ztrácí elektrony dodávající energii. Z atomů se stávají protony, prochází přes buněčnou membránu, kde se spojí s kyslíkem a elektrony z vnějšího okruhu a znovu vytvoří vodu. 

Vědci zatím pracují s prototypem o velikosti 5,5 centimetru čtverečních. V další fázi se chtějí zaměřit na zvýšení výkonu a hustoty energie pomocí využití uhlíkatých materiálů, jako je grafen. Tým vědců slibuje, že prototyp přivede ke komerčnímu použití do pěti až deseti let.  

Pokud se vědcům podaří vytvořit finální produkt, mohla by protonová baterie sloužit jako domácí akumulátor propojený se solární elektrárnou na střeše domu nebo také jako stacionární baterie sloužící k regulaci sítě. Nemusí však chybět ani aplikace pro automobilový průmysl.

Zdroj: RMIT University