Vědcům v Koreji se podařilo vytvořit akumulátory s křemíkovou anodou
23.2.2020, Milan Šurkala, aktualita
Center for Energy Storage Research v Korea Institute of Science and Technology (KIST) je jedním z mnoha týmů, které se snaží vyvíjet lepší akumulátory. Vyvinuli baterie s křemíkovou anodou, která slibuje větší kapacitu i rychlejší nabíjení.
Týmů, které se po celém světě snaží vyvinout lepší akumulátory nejrůznějšími metodami, je opravdu mnoho. Jedním z nich je Center for Energy Storage Research v Korea Institute of Science and Technology (KIST). Ti se pokusili vytvořit akumulátory s křemíkovou anodou místo grafitové, což není lehký úkol. Křemík totiž při použití v akumulátorech trpí na velmi nepříjemnou vlastnost. Při nabíjení a vybíjení znatelně mění svůj objem, což vede k rychlé degradaci akumulátoru a snižování jeho kapacity. Na druhou stranu má 10krát větší kapacitu než grafit. Proto se vědci už dlouho snaží najít způsob, jak křemíkové anody stabilizovat, ale doposud byly tyto způsoby příliš drahé.
Tým využil překvapivě levných a běžně přístupných materiálů. Těmi je voda a kukuřičný škrob, s jejichž pomocí vznikly uhlíkokřemíkové kompozity. Pomocí tepelného procesu dochází ke stabilizaci anody, která se pak při nabíjení a vybíjení rozměrově tolik nemění. Výsledkem je anoda s vysokou vodivostí a specifickou kapacitou, která má dosahovat 1500 až 1800 mAh/g, což je zhruba desetinásobek toho, co je běžné u standardních Li-Ion akumulátorů a jejich uhlíkových anod (tam jde obvykle o zhruba 170 mAh/g). Pokud jde o samotný hlavní materiál anod, specifická kapacita křemíku je okolo 3600 mAh/g, zatímco u grafitu je to okolo 370 mAh/g. Výsledné akumulátory by pak měly mít zhruba 4násobnou kapacitu, výdrž má být dostatečná a vědci hovoří o uchování 80 % kapacity po 500 nabitích.
Další výhodou má být rychlé nabíjení a vybíjení, kompletně by to mělo trvat 12 minut. Díky levným materiálům by akumulátory mohly být i levnější než ty dnešní. Takové vlastnosti by byly pro elektrická auta žádoucí. Každopádně teprve budoucnost ukáže, zda se neobjeví nějaký jiný háček, který by těmto akumulátorům zabránil v komerční realizaci. Vědci prozatím neřekli, v jakém časovém rámci by se takové akumulátory mohly v ideálním případě objevit na trhu.
