Američtí vědci chtějí na trhu s akumulací prorazit s hořčíkovými bateriemi

Vědci z univerzity v Houstonu a z výzkumného institutu Toyoty v Americe vytvořili novou konstrukci hořčíkové baterie, která je její slibnější verzí a má potenciál se uplatit v různých aplikacích. Hlavními cílovými segmenty trhu jsou elektromobily a  uchování energie z obnovitelných zdrojů.

Ve vylepšené verzi baterie vědci udělali dvě změny. První je, že použili elektrolyt neobsahující chlorid a druhou je použití organické katody. Vědecký tým potvrdil, jak uvedl docent na univerzitě v Houstonu Yan Yao, že chlorid vyskytující se v běžně používaném elektrolytu hořčíkových baterií zhoršuje jejich vlastnosti.

Yao a jeho tým využili v baterii organickou chininovou polymerovou katodu a hořčíkovou anodu. Výsledkem bylo zařízení se specifickou hustotou energie 243 Wh/kg a výkonem 3,4 kW/kg. Baterie byly stabilní po 2500 cyklů.

Vědci strávili desítky let hledáním vysokoenergetické hořčíkové baterie a doufali tak, že využijí výhody hořčíku oproti lithiu. Použití hořčíku by zaručilo snížení nákladů a zamezilo by se porušování vnitřní struktury, tvorbě dendritů, které mohou způsobit poruchy nebo i zkraty. V hořčíku se žádné podobné procesy nevyskytují.

Hořčíkové baterie nebudou komerčně úspěšné, dokud nebudou schopné uchovat velké množství energie. Yao uvedl, že největší překážkou pro hořčíkové baterie je materiál katody a elektrolyt.

„Skrze optimální kombinaci organické katody a elektrolytu jsme byli schopni demonstrovat vysokou specifickou energetickou hustotu, výkon a stabilitu, které jsou jenom zřídka k vidění u hořčíkových baterií,“ uvedli vědci.

Do současnosti byla podle vědců nejlepší katoda pro hořčíkové baterie sloučenina molybdenu a síry, která byla vyvinuta téměř před 20 lety. Baterie neměla ani dostačující výkon, ani kapacitu, aby mohla konkurovat li-ion bateriím. Budoucí výzkum se bude zabývat zejména zvýšením specifické hustoty a napětí, aby baterie mohla konkurovat na současném trhu s bateriemi.

Projekt E-MAGIC

Na evropské půdě vznikl za účelem výzkumu hořčíkových baterií nový projekt nazývaný E-MAGIC (European Magnesium Interactive Battery Community), který byl  podpořen 6,5 miliony eur (zhruba 166 milionů korun) od Evropské unie. Výkonnější, levnější a bezpečnější než li-ion baterie, to jsou cíle projektu, kterých se vědci budou snažit dosáhnout.

„Hořčík je slibný materiál a jeden z nejdůležitějších kandidátů v naší post-lithiové strategii,“ uvedl profesor Maximilian Fichter z HIU.

Projekt poběží až do konce roku 2022 a slučuje dohromady expertýzu deseti vědeckých institucí z Dánska, Francie, Velké Británie, Izraele, Španělska a Německa. Hlavní koordinátor projektu je španělský Fundación Cidetec.

Zdroj úvodního obrázku: www.uh.edu