W świecie, który staje się coraz bardziej mobilny, gdzie miliardy nowych urządzeń wymagają zasilania, baterie wydają się być najodpowiedniejszym narzędziem mogącym sprostać temu wyzwaniu, zwłaszcza jeżeli weźmie się pod uwagę ostatnie osiągnięcia z zakresu tej technologii oraz zaangażowanie takich ośrodków naukowych jak MIT, które odgrywają niebagatelną rolę w pracach nad rozwojem baterii.  Właśnie na tej uczelni zaprezentowano wyniki dotyczące nowego typu baterii litowych, które mogłyby stać się tańszą alternatywą  dla dotychczas używanych baterii służących jako zasilanie pojazdów z napędem hybrydowym.

Do tej pory, baterie litowe nie maiły możliwości szybkiego ładowania lub ich poziom bezpieczeństwa był niewystarczający do tego, aby można je było zastosować w samochodach. Obecnie samochody hybrydowe oparte są o baterie niklowo-wodorkowe, które zasilają silnik elektryczny i które można szybko naładować, gdy samochód zmniejsza prędkości lub stoi w miejscu.

Ale nowy materiał jakim jest tlenek niklowo-litowo-manganowy, który został opisany i opublikowany w Science, może zrewolucjonizować rynek samochodów hybrydowych - sektor, który ma "ogromny potencjał wzrostu", jak powiedział Gerbrand Ceder, profesor MIT, który kieruje projektem. Profesor Ceder powiedział również, że kilka firm jest już zainteresowanych licencją na nową technologię baterii litowych.

Nowy materiał jest bardziej stabilny (dzięki czemu bezpieczniejszy) w porównaniu do baterii litowo-kobaltowych, które są używane do zasilania małych urządzeń elektrycznych takich jak telefony komórkowe, laptopy czy rozruszniki serca.

Małe niebezpieczeństwo jakie wiąże się z bateriami litowo-kobaltowymi jest do zaakceptowania w przypadku małych urządzeń, jednak w przypadku zastosowania tego materiału w większych bateriach, chociażby do zasilania samochodów hybrydowych jest nie do przyjęcia. Ponadto kobalt jest materiałem, stosunkowo drogim.

Nowe baterie stworzone na MIT zawierają mangan i nikiel, które są tańsze w porównaniu z kobaltem.

Naukowcy od dłuższego czasu wiedzieli, że tlenek niklowo-litowo-manganowy, może zgromadzić i przechowywać pokaźną ilość energii, jednak materiał ten miał zbyt długi czas ładowania, aby można go było zastosować w komercyjnych urządzeniach. Naukowcy z MIT wprowadzili określone zmiany w strukturze materiału, aby mógł on być szybciej ładowany i rozładowany.

Głównym problemem, w przypadku baterii opartych o ten związek, była jego struktura krystaliczna, która była zbyt „nieuporządkowana”, co oznaczało, że nikiel i lit oddziaływały na siebie, zakłócając przepływ jonów litu i spowalniając tempo ładowania.

Jako nośnik ładunku w tych bateriach służą jony litu, w związku z tym aby zmaksymalizować prędkość, ładowania i rozładowywania, naukowcy zaprojektowali i zsyntezowali materiał, z bardzo uporządkowaną strukturą krystaliczną, co pozwoliło na swobodny przepływ jonów litu między warstwami metalu.

Bateria wykonana z nowego materiału można się naładować lub rozładować w około 10 minut – jest to około 10 razy szybciej niż w przypadku niemodyfikowanego materiału. Ten wynik w znacznym stopniu przybliża ten materiał, do wytycznych czasowych jakie są niezbędne w przypadku ładowania samochodów hybrydowych.

Profesor Ceder zauważył, iż zanim materiał stanie się powszechnie stosowany, należy zoptymalizować proces produkcyjny tak by był tańszy, a także konieczne będą dodatkowe modyfikacje dotyczące samego materiału.

Inne możliwe aplikacje nowego typu baterii obejmują elektronarzędzia, rowery elektryczne, czy zasilanie awaryjne dla odnawialnych źródeł energii.

Źródło: ECOGIZMO