Čína vyvinula batériu, ktorá pochová Teslu: Dvojnásobný výkon a koniec strachu z dojazdu

Vedci z čínskej Tchien-ťinskej univerzity ohlásili prelom, ktorý môže navždy zmeniť svet elektromobility a ukončiť takzvanú „úzkosť z dojazdu“. Vyvinuli lítiovo-kovovú batériu s energetickou hustotou presahujúcou 600 watthodín na kilogram (Wh/kg).  

Aby sme toto číslo zasadili do kontextu, najvýkonnejší batériový článok od Tesly dosahuje hustotu približne 300 Wh/kg, zatiaľ čo rozšírená batéria Blade od spoločnosti BYD sa pohybuje okolo 150 Wh/kg. Nová technológia tak sľubuje pri rovnakej hmotnosti batérie dvojnásobný až štvornásobný dojazd, čo by znamenalo revolúciu pre elektrické vozidlá.  

Energetická hustota udáva, koľko energie je možné uložiť na jednotku hmotnosti, a je kľúčovým parametrom pre vývoj menších, ľahších a výkonnejších batérií. Tajomstvo čínskeho úspechu spočíva v inovatívnom prístupe k elektrolytu, ktorý je médiom pre transport iónov medzi anódou a katódou. 

Tradičné elektrolyty v lítium-iónových batériách majú obmedzenia kvôli usporiadanej „solvatačnej štruktúre“, kde molekuly rozpúšťadla obklopujú lítiové ióny a bránia ich rýchlemu pohybu. Tím z Tchien-ťinu navrhol úplne nový „delokalizovaný elektrolyt“, ktorý vytvára neusporiadané, heterogénne mikroprostredie integráciou viacerých rozpúšťadiel a solí.  

Táto chaotickejšia štruktúra výrazne znižuje kinetické bariéry pre transport iónov, čo im umožňuje pohybovať sa voľnejšie a efektívnejšie. Výsledkom je dramatické zvýšenie výkonu a energetickej hustoty. Laboratórne testy sú ohromujúce: prototypové batérie dosiahli hustotu 604 až 618 Wh/kg a pri testovaní v dronoch predĺžili ich dolet až 2,8-násobne.

Tento objav však dokonale ilustruje rozdiel medzi vedeckým prelomom a hotovým produktom. Hoci vedci vyriešili zásadný chemický problém dosiahnutia rekordnej hustoty, narazili na materiálový problém životnosti. Zverejnené dáta ukazujú, že batériové články si udržali vysokú hustotu len počas 90 až 100 nabíjacích cyklov, pričom testovací batériový pack vydržal iba 25 cyklov.

To je v ostrom kontraste s priemyselným štandardom pre elektromobily, ktorý vyžaduje stovky až tisíce stabilných cyklov. Táto nízka životnosť naznačuje, že sa tímu zatiaľ nepodarilo vyriešiť problém vytvorenia stabilného rozhrania (SEI) medzi novým elektrolytom a lítiovo-kovovou anódou, čo vedie k rýchlej degradácii.

Batéria je tak v súčasnosti akýmsi „skleneným kanónom“ – neuveriteľne výkonná, ale krehká. Cesta ku komercializácii je stále dlhá a zahŕňa výzvy ako škálovateľnosť výroby, vysoké náklady na špeciálne chemikálie a bezpečná manipulácia. Napriek tomu už funguje pilotná výrobná linka, čo svedčí o jasnom zámere technológiu komercializovať.  

Zaujímavým aspektom tohto objavu je explicitné uvedenie, že na „skríning materiálov pre elektrolyt bola použitá umelá inteligencia, čo výrazne skrátilo čas vývoja“. Toto je pohľad na silný meta-trend: zrýchľovanie objavov v materiálovej vede pomocou výpočtovej techniky.

Umelá inteligencia dokázala simulovať interakcie nespočetných chemických kombinácií a identifikovať najsľubnejších kandidátov oveľa rýchlejšie, ako by to dokázal ľudský tím. To naznačuje, že tempo budúcich objavov v oblasti materiálov – pre batérie, solárne panely a ďalšie technológie – sa bude dramaticky zvyšovať, poháňané práve umelou inteligenciou ako kopilotom v laboratóriu.

Zdroj: supercarblondie.com.

^{Zdroj Foto: BYD}