Prototyp je vyrobený z měkkého vaku, v němž se ukrývají elektrody z hliníku a grafitové pěny. Vše je obklopeno speciální tekutou solí. Vědci slibují, že tato baterie je bezpečná a ve srovnání s běžnými Li-Ion bateriemi má i vyšší životnost. Nabít ji lze za méně než minutu, uvedli vědci pro britský server BBC.
Současně však tým upozorňuje, že je projekt, jehož detaily najdete ve vědeckém magazínu Nature (celá práce zde - anglicky), na samém počátku. Problém, se kterým se musí vypořádat, je zejména napětí, které z článku nyní dokážou dostat. To je zhruba poloviční oproti konvenčním typům baterií.
„Vyvinuli jsme baterii na bázi hliníku, která může nahradit současné alkalické baterie škodlivé pro životní prostředí, či lithium-iontové baterie, které občas vzplanou,“ komentuje dosavadní výsledky výzkumu šéf projektu, profesor Hongjie Dai. „Naše baterie nevzplane, i kdybyste ji provrtali,“ dodává jednu z výhod.
Právě mechanickou odolnost tým rád na videích z výzkumu demonstruje. V praxi se však s tak extrémním zacházením spíše nepočítá. Mechanické vlastnosti článku ovšem dávají nový prostor průmyslovým designérům, kteří si již nebudou muset lámat hlavu se zaoblením přístroje či nedostatkem místa.
V hlavní roli hliník, levný to materiál
Nízká cena nového článku je dána zejména využitím levného a dostupného hliníku. To je materiál, který se vědci snaží pro baterie využít už drahnou dobu. Až s nynější novinkou dostávají naději na to, že se jim to skutečně povede.
Klíčem k novému objevu byla volba materiálu pro druhou elektrodu - katodu. U ní vědci využili již zmíněný grafit, konkrétně pak grafitovou pěnu, která s hliníkovou anodou tvoří dokonalý pár. Díky své struktuře zvyšuje rychlost chemické reakce a pomáhá tak zrychlit také nabíjení článku.
Obě elektrody pak obklopuje elektrolyt tvořený speciální tekutou solí. Oproti současným typům baterií tak není u nového článku tvořen hořlavinou. „Je to v podstatě sůl, která je při pokojové teplotě kapalná. Je to velmi bezpečné,“ říká jeden ze členů vývojového týmu Ming Gong.
Dosavadní pokusy navrch naznačují, že se nový článek může pochlubit také slušnou životností. Vědci nyní udávají 7 500 nabíjecích cyklů bez sebemenší ztráty kapacity článku, což je několikrát víc než současné Li-Ion baterie a stokrát lepší výsledek, než jakékoli předchozí pokusy s hliníkovými elektrodami.
Nadějný objev s jednou zásadní nevýhodou
Do nového článku Stanfordské univerzity tak věděcká obec vkládá obrovské naděje. Zásadní nevýhodou však zůstává maximální napětí, které z článku lze dostat. To se nyní pohybuje na úrovni dvou voltů, což je sice více než běžná tužková baterie (1,5 V), ale pro nahrazení Li-Ion akumulátorů s násobně vyšším napětím to nestačí. Pro mobilní telefony tak zatím novinka nepřichází v úvahu.
„Naše baterie zatím produkuje asi poloviční napětí, než je typické pro Li-Ion články,“ uznává profesor Dai. I tento problém, který označuje za jediné omezení nového akumulátoru, ale lze podle něj vyřešit. „Zlepšení materiálu katody by nakonec mohlo napětí zvýšit,“ tvrdí s tím, že jinak má baterie vše, co by měla mít: je levná, bezpečná, velmi rychle se nabíjí, je ohebná a má dlouhou životnost.
Ostatně uznání sklidil i u kolegyně z britské Cambridge. „Hliníkové baterie jsou velmi těžké na výrobu a myslím, že způsob ukládání energie uvnitř grafitu je velmi chytrý,“ okomentovala nový vynález pro BBC zdejší profesorka Clare Grayová. I přes drobné nevýhody, které na prototypu vidí, dodává: „Myslím, že tento prototyp ukazuje nové možnosti pro další vývoj.“
