Draslík môže ukončiť dominanciu Li-ion batérií
Lítiovo-iónové batérie majú popri svojich prednostiach aj niekoľko nevýhod. Patrí medzi ne potreba častého nabíjania, nedostatok lítia a jeho neekologická ťažba a hrozba explózie. Napriek tomu sa väčšina spotrebnej elektroniky a zariadení na uskladnenie čistej energie spolieha na Li-ion batérie, pretože momentálne neexistuje lepšia alternatíva.
Vedci však pracujú na objavovaní ďalších možností. V týchto dňoch v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences opísali svoj prielom v úsilí o výrobu batérií založených na draslíku. Draselné batérie sa považujú za jedného z najlepších potenciálnych konkurentov lítiovo-iónových batérií, pretože draslík má oveľa hojnejší výskyt ako lítium a po odstránení niekoľkých prekážok by batérie mohli fungovať veľmi podobne.
V minulosti draslíkové batérie nefungovali veľmi dobre, no tím profesora Nikhila Koratkara z Rensselaer Polytechnic Institute našiel spôsob, ako zhotoviť takú, ktorá bezpečne poskytne viac energie. V Li-ion batérii tvorí anódu grafit a katódu zlúčeniny ťažkých kovov, najčastejšie oxid kobaltito-lítny. Lítium je ľahké a dobre uvoľňuje elektróny, ktoré grafit zachytáva. To je dôvod, prečo batéria funguje tak dobre. Draslík je však ťažký a prirodzene menej energeticky hustý, preto nefunguje tak dobre, ak je spárovaný s obvyklou elektródou z grafitu.
Vedci sa tento problém snažili prekonať tak, že z draslíka urobili kladnú aj zápornú elektródu. „Takéto batérie z draselného kovu môžu konkurovať komerčným lítiovo-iónovým batériám,“ hovorí Koratkar. „Achillova päta“ akejkoľvek kovovej batérie však spočíva v tvorbe ostrých kovových zhlukov, nazývaných dendrity, ktoré môžu spôsobiť skrat a požiar batérie. No namiesto boja s tvorbou dendritov vedci prišli na spôsob, ako ich jednoducho spáliť. Tento proces nazývajú „samoliečenie“.
„Na naše prekvapenie sme zistili,“ hovorí Koratkar, „že draslík je pri takomto liečení oveľa lepší ako lítium.“ Ak sa túto funkciu podarí vedcom reprodukovať, draselné batérie môžu mať šancu zosadiť lítiovo-iónové z trónu. Tím preukázal, že sa to dá dosiahnuť bezpečne kontrolovaným spôsobom, aspoň v prípade malých testovaných batérií. Teraz chcú pokúsiť zopakovať tieto výsledky vo väčších batériách v priemyselnej mierke.
Potenciál draslíkovo-iónových batérií je obrovský. Nielenže by mohli zefektívniť napájanie spotrebnej elektroniky, ale aj väčších zariadení, ako sú napríklad elektrické autá. Ďalej by mohli poskytnúť spôsob, ako ukladať „zelenú“ energiu zo slnečných a veterných elektrárni.
Zdroj: onezero.medium.com.
