Sposób na tańsze i bezpieczniejsze baterie? Zwykła woda
Naukowcy z laboratorium w Oak Ridge odkryli, że zwykła woda może być rozwiązaniem problemu drogich i mało ekologicznych baterii, które na co dzień zasilają nasze smartfony, a nawet samochody elektryczne.
Baterie litowo-jonowe, bo to właśnie o nie chodzi, są wykorzystywane na bardzo szeroką skalę. Znajdziecie jest w tabletach, smartfonach, laptopach oraz samochodach elektrycznych i hybrydach. Problem z nimi jest taki, że są dość drogie w produkcji i niezbyt dobre dla naszego środowiska. Naukowcy z laboratorium w Oak Ridge postanowili temu zaradzić. Owocem ich pracy jest bardzo ciekawe odkrycie. Okazało się, że rozwiązaniem problemu może być zwykła woda.
Aktualnie około 80% ceny baterii to koszt materiałów i ich obróbki. Prąd powstaje dzięki energii płynącej pomiędzy dwiema elektrodami – katodzie (plus) i anodzie (minus). Pierwsza z nich stanowi aż 70% całkowitej sumy, a na dodatek N-Metylopirolidon (NMP), który jest wykorzystywany do ich budowy, jest związkiem toksycznym, generującym łatwopalne opary. Poza tym cały proces wymaga sporych nakładów, dzięki którym produkcja jest bezpieczna, a odpadki można poddać recyklingowi.
Dlatego też naukowcy wpadli na pomysł, aby NMP zastąpić wspominaną już wodą, która jest jakieś 150 razy tańsza i oczywiście dużo bardziej ekologiczna. Oczywiście nie wystarczy tylko wymiana jednego materiału na drugi.
Tym samym konieczne było zastosowanie kilku sztuczek, dzięki którym wykorzystanie wody okazało się możliwe. I tak na przykład kolektory zostały potraktowane zelektryfikowaną plazmą, dzięki czemu ich powierzchnia zmieniła się w taki sposób, że wykorzystanie zawiesiny na bazie wody jest dużo lepszy rozwiązaniem. Naładowanie materiału zapobiega także łączeniu się cząsteczek.
Wcześniejsze badania pozwalały na wykorzystanie wody w produkcji anod, ale jeszcze nikomu nie udało się to samo w przypadku katod. Aż do teraz.
Naukowcy obiecują, że dzięki ich rozwiązaniu, które mają oczywiście opatentowane, możliwe będzie obniżenie samych kosztów produkcji o mniej więcej 12-13%. Nowa technologia przełoży się także na dużo bezpieczniejszy i ekologiczny proces. Same akumulatory mają też być bardziej efektywne od aktualnych rozwiązań.
Laboratorium w Oak Ridge jest finansowane przez Departament Energii Stanów Zjednoczonych. Co roku otrzymuje ponad 1,5 miliarda dolarów na swoje badania. W placówce zatrudnionych jest prawie 4500 pracowników. To tam działa Titan, jeden z największych superkomputerów świata.
