Testování zařízení za nízkých teplot. Autor: ShavPS

Konec nefunkčním bateriím v zimě? Nová baterie má pracovat i při -70 °C

Jedním z hlavních nepřátel v současnosti běžně používaných baterií je chlad, kdy baterie s klesající teplotou ztrácejí značnou část své kapacity a přestávají fungovat. Nová baterie vyvinutá čínskými vědci má díky speciálním materiálům fungovat i při extrémně nízkých teplotách, díky čemuž by mohla být využívána ve vesmíru nebo na nejchladnějších místech na Zemi.

Ačkoliv běžné baterie mohou fungovat i při nízkých teplotách, mají své limity. Většina baterií pracuje na přibližně polovině své kapacity při teplotách okolo -20 °C, při -40 °C však lithium-iontové baterie disponují pouze 12 % své běžné kapacity za pokojové teploty.

Tato vlastnost výrazně limituje možné aplikace, například ve vesmíru, kde mohou teploty klesnout na méně než -150 °C. Extrémně nízké teploty mají neblahý vliv na baterie i na Zemi, například v některých částech Kanady a Ruska, kde rtuť teploměru může ukazovat teploty nižší než -50 °C.

Tým čínských vědců nyní přišel s prototypem nové baterie, která může díky speciálním elektrodám a elektrolytu pracovat i za těchto teplot.

„Je velmi dobře známo, že elektrolyt a elektrody mají značný vliv na funkci baterie,“ říká doktor Yong-yao Xia, který se zaobírá výzkumem baterií na šanghajské Univerzitě Fu-tan.

Když teplota klesá, běžné elektrolyty na bázi esterů, které jsou často používané u lithium-iontových baterií, pomalu ztrácí svou schopnost vést elektrický proud a elektrochemické reakce, ke kterým dochází na rozhraní elektrolytu s elektrodami, se zpomalují. To znamená, že lithium-iontové baterie nejsou schopné fungovat příliš dobře v extrémně chladném podnebí.

Potenciál je velký

Tým vědců pro svou baterii využil speciální elektrolyt na bázi ethylacetátu, který má nízký bod mrazu, což mu umožňuje vést proud i při extrémně nízkých teplotách. Pro elektrody vědci použili dvě organické sloučeniny (PTPAn a NTCDA). Na rozdíl od elektrod používaných v lithium-iontových bateriích tyto organické sloučeniny nespoléhají na interkalaci – proces, při kterém ionty pronikají do mřížky elektrody. Tento proces se totiž s klesající teplotou zpomaluje.

„S využitím elektrolytu na bázi ethylacetátu a elektrod z organických polymerů může dobíjecí baterie dobře fungovat při extrémně nízké teplotě -70 °C,“ dodává Yong-yao Xia.

Na vývoji nové baterie je nicméně stále nutné odvést spoustu další práce, než bude možné uvažovat o její sériové výrobě. Podle vědců má baterie ve srovnání se současnými lithium-iontovými bateriemi nižší hustotu energie, tedy je oproti bateriím o stejné kapacitě stále těžká. Přesto má však velký potenciál pro vybrané aplikace.



Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *