Uskladnenie energie v kompaktnej a efektívnej forme je a aj najbližšie roky bude jednou z najdôležitejších oblastí technologického pokroku. Smartfóny už máme výkonné ako počítače spred pár rokov, ale vydržia jeden-dva dni.
Efektívnejšia batéria bude mať ešte väčší dopad na automobilový priemysel. O superbatériu sa najnovšie snaží Samsung, ale ešte lepšie výsledky môže mať nedávno predstavený prototyp od Toshiby.
Samsung nemá na batérie smartfónov úplne najlepšie spomienky. Vlaňajší škandál so sťahovaním modelov Galaxy Note 7 kvôli niekoľkým desiatkam prípadov explodujúcich batérií stál firmu päť miliárd amerických dolárov.
Aj preto sa divízia Samsung Advanced Institute of Technology pustila do hlbšieho výskumu li-ion batérií. Výsledkom je akumulátor s omnoho lepšími vlastnosťami vďaka použitiu grafénových guličiek.
Grafén má svojimi vlastnosťami predstavovať supermateriál, ktorý sa bude využívať aj pri vývoji nových generácií senzorov, polovodičov, displejov či v medicíne. Ide o jedinú vrstvu atómov uhlíka, ktorá je 200-násobne pevnejšia než oceľ, ale je omnoho flexibilnejšia a chemicky stabilná. V prípade batérií je výhodou grafénu stonásobne lepšia elektrická vodivosť, než má meď, a elektróny sa cez túto látku pohybujú 140-krát rýchlejšie než cez silikón.
Grafické znázornenie štruktúry grafénu Zdroj: Flickr
Nová batéria má týmto materiálom upravené katódy aj anódy a dokáže sa nabiť až päťnásobne rýchlejšie. Takže štandardne z 0 na 100 percent už za 20 minút. V bežnom živote, keď sa nabíja v menšom rozmedzí, by tak stačilo len niekoľko minút nabíjania pri rýchlych raňajkách, a mobil by vydržal aktívne používanie do večera.
Nový druh batérie má mať navyše dlhú životnosť a po 500 nabíjacích cyklus stratiť len 22 percent kapacity. Zároveň je takáto batéria bezpečnejšia, pretože si udržuje stabilnú teplotu okolo 60 stupňov Celzia. A aby to nestačilo, batéria s grafénovými guličkami má pri rovnakých rozmeroch o 45 percent väčšiu kapacitu.
So zaujímavými výsledkami prišiel aj tím spoločnosti Toshiba, ktorý zasa použil nový druh anódy z titánu a nióbu. Ich prototyp sa dokázal nabiť tak rýchlo, že automobil s 32 kWh batériou a dojazdom 320 kilometrov potreboval zastávku dlhú len 6 minút.
Extrémne sa tiež zvýšila životnosť batérie. Jej kapacita klesla na 90 percent až po päťtisíc nabíjacích cykloch. Navyše, pre automobilový priemysel je dôležité, že táto batéria bez zmien funguje aj pri teplote -10 stupňov Celzia.
Prototyp Toshiba 5 000 mAh batérie s rozmermi 111x194x14,5 mm Zdroj: Toshiba
Či už v nových elektromobiloch, ale aj v smartfónoch, laptopoch alebo medicínskych zariadeniach, takto vylepšené batérie by mohli dramaticky zmeniť spôsoby ich využitia a spraviť ich omnoho praktickejšími. Zatiaľ ale stále ide o prototypy a výskum, zatiaľ ťažko povedať, kedy sa dostanú do komerčného nasadenia.
