Dnešný svet elektrických áut stojí na vratkých základoch vzácnych kovov, ktoré sú nielen drahé a ťažko dostupné, ale ich ťažba zanecháva hlboké jazvy na životnom prostredí aj etike. Kobalt a nikel sú síce dnes považované za nenahraditeľnú chrbticu batérií, no čínski vedci práve dokázali, že to tak nemusí byť navždy.
Tím odborníkov predstavil prelomový funkčný článok, v ktorom tradičnú kovovú katódu nahradili inovatívnym organickým polymérom. Tento vedecký posun detailne opísal prestížny žurnál Nature prostredníctvom štúdie tímu z univerzít v Tianjine a v južnej Číne. Profesori Xun Yinhua a Huang Fei stavili na polymérny materiál PBFDO, ktorý slúži ako aktívna zložka katódy a úplne vynecháva potrebu kritických surovín. Jadro batérie tak tvorí ľahká organická štruktúra, ktorá otvára dvere k udržateľnejšej a dostupnejšej výrobe akumulátorov novej generácie. O téme informuje portál arenaev.
Parametre, ktoré prekvapili
Skutočným prekvapením tohto úspechu sú parametre, ktoré posúvajú hranice doterajších možností. Nový organický článok totiž dokáže spoľahlivo pracovať v extrémne širokom teplotnom rozsahu od -70 °C až po 80 °C. Bežné lítiové batérie sú na tieto výkyvy mimoriadne citlivé, pričom v mrazoch strácajú výkon a v horúčavách čelia riziku prehriatia. Ak sa tieto vlastnosti potvrdia v reálnej prevádzke, pôjde o zásadný bezpečnostný aj funkčný benefit, ktorý zmení pravidlá hry na trhu s elektrickými vozidlami.
Táto hodnota totiž priamo konkuruje výkonom súčasných komerčných batérií, ktoré dnes poháňajú väčšinu elektromobilov. Práve v tejto disciplíne organické alternatívy doteraz zreteľne zaostávali a bojovali s nižšou efektivitou, no čínsky objav tento historický hendikep definitívne vymazáva. Ukazuje sa tak, že ekologicky čistá cesta nemusí vyžadovať žiadne bolestivé ústupky v dojazde ani v celkovej efektivite vozidla.
Bezpečnosť a flexibilita
Výskumníci podrobili prototyp mechanickým testom vrátane prepichnutia. Podľa publikovaných údajov nedošlo k požiaru ani k výraznej deformácii. Uvedené je dôležité najmä v kontexte dopravných nehôd, kde môže mechanické poškodenie článku viesť k tepelnému úniku.
Polymérny charakter materiálu zároveň umožňuje ohýbanie a tvarovanie článku, čo by aspoň teoreticky mohlo zmeniť koncepciu integrácie batérie do karosérie vozidla. Namiesto jedného rigidného bloku by tak bolo možné pracovať s modulárnejšími alebo konštrukčne integrovanými riešeniami.
Menej kovov, menej závislostí
Zásadnou otázkou ostáva dostupnosť surovín. Organické polyméry sa syntetizujú z bežných chemických zlúčenín, ktoré sú širšie dostupné než strategické kovy. V čase, keď automobilky diverzifikujú chemické zloženia batérií a skúmajú aj sodíkové či systémy s pevným elektrolytom, predstavuje polymérový prístup ďalšiu alternatívnu vetvu vývoja.
Treba však zdôrazniť, že technológia je vo fáze prototypu. Laboratórne výsledky ešte neznamenajú masovú výrobu. Rozhodujúca bude životnosť článkov, stabilita po tisíckach nabíjacích cyklov a ekonomika produkcie vo veľkom meradle.
