Elektrody současných baterií bývají vyrobeny z nejrůznějších chemických prvků a sloučenin. Nový výzkum naznačuje, že nadějným materiálem pro jejich složení může být síra.
Akumulátory a dobíjecí články se v posledních letech těší velké pozornosti, jelikož představují budoucnost nejen automobilového průmyslu, ale i energetiky, zdravotnictví či dalších odvětví průmyslu a služeb. I proto se tedy inženýři a materiáloví vědci věnují rozvoji této technologie. Jeden z nejnovějších pokroků pak představuj vývoj lithium-sírové baterie, která si i po 25 000 nabíjecích cyklech zachovává 80 % své nabíjecí kapacity.
Konstrukce klasických baterií může být možná již brzy nahrazena lithio-sirnými alternativami. Foto: Pixabay
O tomto akumulátoru informovala před pár dny studie zveřejněná v časopise Nature. Klíčovou roli v této technologii hraje speciální elektroda ze síry, díky které článek překonává tradiční lithium-iontové baterie. Tento prvek je totiž v přírodě zastoupen ve velké míře, a materiály z něj vyrobené jsou tak ekonomicky výhodné.
Elektroda podobná sklu
Výše zmíněný příklad není prvním pokusem o využití elementární síry jako součásti elektrického obvodu. Dřívější experimenty však nevedly k příliš pozitivním výsledkům, a to kvůli ztrátě iontů či expanze sirné elektrody při reakci s lithiem. Tentokrát se vědci rozhodli využít speciální směs, kde se kromě síry a lithia nachází také fosfor a jód. Elektroda tak svou strukturou připomíná sklo. Právě poslední zmiňovaný prvek pak zajišťuje rychlejší nabíjení i lepší výkon, a to díky rychlejšímu pohybu elektronů v redoxních procesech. Porézní atomární struktura elektrody navíc usnadňuje difúzi iontů, což také vede k delší životnosti baterie zejména z pohledu počtu cyklů. Těch článek zvládne absolvovat až 25 000. Pro srovnání – lithium-iontové baterie zpravidla podléhají degradaci po 1 000 cyklech. Akumulátor si udržel své vlastnosti i při vysokých teplotách, což rovněž bývá limitujícím faktorem stávajících technologií.
Do budoucna bude nutné přijít s účinným řešením ukládání energie. Lithium-sirné články by mohly být klíčem k jeho dosažení. Foto: Unsplash
Průlomový objev by mohl otevřít cestu k menším, lehčím a trvanlivějším řešením pro ukládání energie, a vyřešit tak kritické požadavky v elektronice a elektrických vozidlech. Autoři samotné studie však sami uznávají, že před případnou aplikací akumulátoru je ještě nezbytné zapracovat na zvýšení hustoty energie či prozkoumat další alternativní materiály, které by vlastnosti článku mohly dále zdokonalit. Pokud se to ale podaří, mohly by lithium-sirné baterie pomoci pokrýt neustále rostoucí poptávku po efektivních systémech ukládání energie.
