Sreda, 22. 7. 2020, 4.00
4 leta, 11 mesecev
Enake dobre lastnosti, a brez drage in okoljsko sporne težke kovine
Baterija prihodnosti brez spornega kobalta
Termometer prikazuje, kako vroč je članek.
Termometer prikaže, kako vroč je članek.
2,12
3
Raziskovalci iščejo učinkovite baterije, ki bodo čim manj odvisne od škodljivih težkih kovin, kot je kobalt.
Morebitne naslednice zelo razširjenih litijevih baterij ne bodo več vsebovale za okolje zelo obremenjujočega kobalta, dodatno energetsko shrambo pa bo zagotavljal nikelj, ki ga poznamo iz starejših generacij baterij.
Ena od pomembnih sestavin današnjih baterij je kobalt – razmeroma redka in draga težka kovina, ki jo, načeloma skupaj z nikljem in aluminijem, uporabljajo v katodah litijevih baterij zaradi izjemne prevodnosti in trajnosti med polnilnimi cikli.
Odsotnost kobalta običajno zmanjša odzivnost baterije tako pri polnjenju kot pri praznjenju, povečane energetske gostote pa zmanjšajo število polnjenj in praznjenj do začetka izgubljanja učinkovitosti baterije.
Kobalt je prisoten v katodah litij-ionskih baterij.
Dober, a drag in škodljiv
Toda kobaltove zaželene lastnosti imajo svojo visoko ceno – dobesedno in metaforično. Kilogram kobalta ima ceno okrog 26 evrov, zaradi česar lahko pomeni kar do polovice materialnih stroškov litijeve baterije.
Zelo sporen je tudi, kar zadeva pridobivanje in izpostavljenost rudarjem težkim kovinam ter okoljsko obremenitev pokrajine in vodotokov s to težko kovino po tem, ko je predmet, v katerem je, odslužen.
Ključna je enakomerna razporejenost ionov
Raziskovalci na strojni fakulteti teksaške univerze v Austinu so v znanstveni reviji Advanced Materials opisali novo arhitekturo baterij, ki so jo razvili v svojih laboratorijih. Velika prednost je, da ne vsebuje spornega in dragega kobalta, obenem pa zagotavlja primerljivo zmogljivost kot današnje baterije, ki ga vsebujejo.
Pridobivanje kobalta pomeni veliko zdravstveno ogroženost in izpostavljenost.
Kobaltu so se izognili s prilagoditvijo priprave katode. Njihova katoda vsebuje 89 odstotkov niklja, ob tem pa še mangan in aluminij, katerih ioni se med sintezo enakomerno razporedijo po vsej katodi. Ravno to je prednost tega odkritja, saj so se pri dozdajšnjih poskusih ioni zbirali v gručah, kar zmanjšuje učinkovitost baterije.
Več ur pogovora, več kilometrov vožnje
Odsotnost kobalta pa ni edina prednost nove baterije. Višja vsebnost niklja omogoča večjo količino shranjene energije, kar pomeni daljši čas brez vtičnice pri mobilnem telefonu ali več kilometrov z električnim avtomobilom.
Iz prahu v teh posodah bodo nastale katode v baterijah, ki ne bodo vsebovale kobalta, kljub temu pa bodo primerljivo učinkovite.
Za pot nove baterije od univerzitetnih laboratorijev do komercialne razpoložljivosti bo skrbelo zagonsko podjetje, ki so ga ustanovili prav njeni snovalci.
Alternativa iz morja
Alternative današnjim baterijam, ki so odvisne od neprijaznih težkih kovin, iščejo tudi druge raziskovalne skupine.
Med tistimi, ki so prišli najdlje, je IBM – zadnje dni lanskega leta so predstavili svojo eksperimentalno baterijo, ki uporablja materiale iz morske vode.
3