Akumulator tlenowo-jonowy przyszłością magazynowania energii

Naukowcy z Wiednia stworzyli akumulator tlenowo-jonowy, który w przyszłości może zastąpić tradycyjne baterie. Ma wiele zalet, takich jak dłuższa żywotność oraz brak utraty pojemności z biegiem czasu.

Trudno byłoby wyobrazić sobie świat bez baterii litowo-jonowych, które zasilają wszystko począwszy od zabawek, a kończąc na samochodach. Jest to powszechnie stosowana technologia, jednak nie pozbawiona wad. Takie akumulatory mają tendencję do zapłonu po uszkodzeniu, a poza tym tracą pojemność z biegiem czasu, a do ich produkcji potrzebne są rzadkie pierwiastki.

Akumulator tlenowo-jonowy bezpiecznym magazynem energii

Być może w niedalekiej przyszłości pojawi się na rynku coś znacznie lepszego, mianowicie akumulator tlenowo-jonowy. Naukowcy z Uniwersytetu Technicznego w Wiedniu, opracowali bowiem taki typ baterii, która ma wiele zalet. Wprawdzie nie oferuje takiego samego poziomu gęstości energii, jak bateria litowo-jonowa, ale jej pojemność nie zmniejsza się z upływem czasu. Poza tym może się regenerować, co zapewnia niezwykle długą żywotność.

Naukowcy mają duże doświadczenie z materiałami ceramicznymi wykorzystywanych w ogniwach paliwowych. Postanowili więc zbadać, czy takie materiały nadają się również do produkcji baterii, a wyniki badań opublikowano w magazynie Advanced Energy Materials.

Badane przez zespół materiały absorbować i uwalniać podwójnie naładowane ujemnie jony tlenu. Po przyłożeniu napięcia elektrycznego jony tlenu migrują z jednego materiału ceramicznego do drugiego, po czym można je zmusić do migracji z powrotem, generując w ten sposób prąd elektryczny.

Zasada działania jest więc zbliżona do baterii litowo-jonowej. Nowy typ akumulatora ma jednak wiele zalet. Ceramika nie jest łatwopalna, więc całkowicie eliminuje to ryzyko pożaru baterii. Poza tym nie trzeba stosować rzadkich pierwiastków, które są drogie. Prototyp opracowanej przez naukowców baterii nadal wykorzystuje lantan. Naukowcy zamierzają jednak zastąpić go czymś tańszym. Do jego stworzenia nie wykorzystano natomiast kobaltu lub niklu, które stosuje się w wielu bateriach.

Największym atutem nowej baterii jest jednak potencjalna długowieczność. W standardowych bateriach pojemność z czasem spada, co po wielu cyklach ładowania staje się poważnym problemem. Akumulator tlenowo-jonowy nie ma takich ograniczeń, gdyż może się bez trudu regenerować. Jeśli tlen jest tracony w wyniku reakcji ubocznych, można go uzupełnić tlenem z otaczającego powietrza.

Niestety nowa bateria nie nadaje się do smartfonów lub samochodów ze względu na znacznie mniejszą gęstość energii. Wynosi ona zaledwie 1/3 gęstości tradycyjnych akumulatorów litowo-jonowych. Świetnie sprawdzi się natomiast jako magazyny energii produkowanej przez wiatraki czy panele słoneczne.