Opracowano nową elastyczną baterię litową, która wytrzyma prawie wszystko

Baterie litowo-jonowe na zawsze zmieniły sposób, w jaki produkujemy i używamy naszych urządzeń. Jesteśmy jednak doskonale świadomi ich ograniczeń. Jednym z nich jest bezpieczeństwo, a z biegiem czasu odnotowaliśmy wiele przypadków baterii zamieniających się w zminiaturyzowane bomby. Takie zachowanie jest bezpośrednio związane z ich konstrukcją, dlatego grupa naukowców z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa stworzyła prototyp baterii litowo-jonowej oparty na elektrolicie wodnym, który jest nietoksyczny, niepalny i można go łatwo zginać.

Jesteś otoczony bateriami litowymi. Może nie myślałeś o tym zbyt wiele, ale to prawda. Twój smartfon ma jedną. Twój tablet – drugą. Smartwatch, opaska fitness. Twój laptop zawiera kilka ogniw. Wszystkie te wyrzucone telefony, które trzymasz w szufladzie, nadal mają baterie. Waporyzatory, pady, słuchawki, czytniki e-booków, bezprzewodowe klawiatury i myszy. Narzędzia. Prawie można powiedzieć, że baterie litowe są jak plastik… centralny element naszego współczesnego życia.

Niestety, nie są doskonałe ani trochę. Cenimy ich zdolność do magazynowania energii, ale jeśli ulegną katastrofalnej awarii, efekt końcowy zawsze jest ogień. Powodem tej reakcji jest elektrolit złożony z kombinacji łatwopalnych soli litu i różnych toksycznych substancji chemicznych. Jeśli bariera oddzielająca anodę od katody ulegnie zniszczeniu, mamy do czynienia z zwarciem i ciepłem w zamkniętej przestrzeni. A kiedy to całe ciepło dociera do elektrolitu i katody bogatej w tlen… fzzzzt!

Więc jaka jest alternatywa? Jedną z nich jest tzw. bateria wodna, która zastępuje tradycyjny elektrolit roztworem soli fizjologicznej. Problem polega na tym, że są one zbyt słabe, aby otrzymać komercyjnie opłacalne zastosowanie, ale grupa naukowców z Laboratorium Fizyki Stosowanej Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa wydaje się trafić w sedno. Dzięki serii prototypów eksperci ustalili, że jeśli zwiększą stężenie soli litu w elektrolicie i zmieszają go z polimerem, mogą podnieść napięcie z 1,2 do 4 woltów, co jest parametrem podobnym do obecnych baterii.

Jednak historia na tym się nie kończy. Bateria nie jest toksyczna, nie jest łatwopalna, może działać bez obudowy ochronnej i jest elastyczna jak soczewka kontaktowa. Do tego dochodzi jej niezwykła wytrzymałość: jej twórcy przecinali prototypy nożyczkami, wrzucali je do słonej wody, symulowali uderzenia balistyczne, a nawet podpalali je bez żadnych konsekwencji. Co więcej, jedna ze spalonych części działała przez sto godzin.

A najlepsze jest to, że nie jest to techniczny kaprys na stałe przywiązany do laboratorium. Zespół odpowiedzialny za projekt jest już w kontakcie z różnymi producentami, aby zintegrować nową chemię z istniejącymi liniami produkcyjnymi Li-ion.

Proces byłby znacznie szybszy, niż sobie wyobrażamy, a baterie wodne trafią na rynek w mniej niż 24 miesiące. Pozostaje tylko zoptymalizować elektrolit, aby zwiększyć liczbę cykli ładowania. Dobra tradycyjna cela Li-ion wytrzymuje tysiąc cykli, ale baterie wodne wytrzymują zaledwie 10 procent tej wartości.

Źródło: Wired · Oficjalne ogłoszenie: Kliknij tutaj