Převratný patent českých vědců: levná, nehořlavá baterie s vysokou kapacitou

Nehoří, nevybuchuje, vydrží pět set cyklů vybití a opětovného nabití a její kapacita je srovnatelná s komerčními nikl-metal hydridovými bateriemi. Čeští vědci vyvinuli a nechali si patentovat baterii, která přináší převrat v technologiích. Navíc je vyrobena z levných a recyklovatelných materiálů.

Foto: René Volfík, Akademie věd ČR

Ukládání elektřiny vyrobené v solárních nebo větrných elektrárnách je podle vědců velkou výzvou. Existuje sice řada inovativních typů baterií, většina se ale pro vysokokapacitní ukládání elektřiny nehodí, zejména kvůli vysoké ceně materiálů nebo náročnosti výroby.

Nová technologie, kterou zkonstruovali vědci z Fyzikálního ústavu AV a Ústavu fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského, by tohle všechno mohla řešit. Je založena na principu vodné baterie, využívá slanou vodu, zinek a grafit.

Schéma vodné baterie|Zdroj: Akademie věd ČR

„Vodné baterie byly představeny již dříve, ale jejich rozmachu bránila relativně nízká kapacita a napětí. Našemu týmu se podařilo tento problém vyřešit tím, že jsme do roztoku vody přidali velké množství chaotropní soli chloristanu zinečnatého,“ vysvětlil v tiskové zprávě vedoucí týmu Jiří Červenka z Fyzikálního ústavu AV.

Dosažené napětí je podle fyzika srovnatelné s napětím, kterého dosahují organické elektrolyty v komerčních lithiových bateriích. „Nespornou výhodou našeho elektrolytu je vysoká vodivost, která na rozdíl od organických elektrolytů významně neklesá ani za nízkých teplot,“ doplnil.

Jiří Červenka|Foto: René Volfík, Akademie věd ČR

Využití baterie spatřují výzkumníci tam, kde je trvale umístitelná – například u solárních panelů. Výhodou je, že dokáže energii uložit i pro případ, kdy slunce nesvítí.

Unikátní vlastnosti

Foto: René Volfík, Akademie věd ČR

Nová baterie má podle testů oproti současným bateriovým článkům mnoho výhod. Díky tomu, že má nehořlavý elektrolyt, nehoří a nehrozí u ní ani samovznícení. To je podle vědců zásadní rozdíl oproti nyní nejpoužívanějším Li-ion bateriím.

Testy podle nich také prokázaly, že baterie vydrží 500 cyklů vybití a opětovného nabití, aniž by její výkonnost citelně klesla. Výsledná kapacita experimentální baterie je tedy srovnatelná s komerčními nikl-metal hydridovými bateriemi.

„Domnívám se, že po důkladné optimalizaci této baterie je ještě možné významně navýšit její kapacitu,“ zdůraznil Červenka. Jeho tým se nyní zaměří na vysokokapacitní baterie s ionty, které mohou mít v principu vyšší kapacitu než lithiové baterie. „V nedávné době jsme na podobném principu sestavili hliníkovou vodnou baterii, která se jeví také jako velmi slibná,“ upozornil fyzik.

Inovativní řešení si už vědci patentovali v rámci lucemburského a evropského patentu. Výsledky svých výzkumů také publikovali v prestižních vědeckých časopisech, mimo jiné v Journal of Materials Chemistry. V současné době hledají průmyslové partnery pro další vývoj a uplatnění baterie.