Na łamach czasopisma naukowego Angewandte Chemie International możemy zapoznać z wynikami badań japońskich uczonych z Uniwersytetu Yamanashi i Uniwersytetu Waseda, którzy sprawdzili koncepcję akumulatora półprzewodnikowego opartego na organicznych elektrodach. Jak twierdzą twórcy, jest to pierwsze tego typu podejście w konstruowaniu akumulatorów ze stałymi elektrolitami.
Czytaj też: Jak wygląda lit? Dzięki temu akumulatory staną się bezpieczniejsze
Tak w zasadzie to idea akumulatorów ze stałymi elektrolitami (ang. all solid-state battery, SSB) nie jest obca w dzisiejszym świecie nauki. Tego typu baterie wykorzystują procesy redoks (redukcji i utleniania) jako formę napędzenia dla ruchu jonów. Takie urządzenia określa się również mianem akumulatorów powietrznych. Dokładnie coś takiego stworzono niedawno w Japonii.
Akumulator oparty na skomplikowanej chemii. Czy jest dla niego nadzieja?
Naukowcy wykorzystali związki organiczne do konstrukcji elektrod. Były to dokładnie 2,5-dihydroksy-1,4-benzochinon (DHBQ) i jego polimer PDBM. Przewodzącym materiałem był Nafion – syntetyczny kopolimer produkowany przez firmę DuPont. Składa się on z monomeru teflonu i perfluorowanego eteru oligowinylowego zakończonego silnie kwasową resztą sulfonową.
Jakie wyniki pracy akumulatora otrzymano w drodze testów? Skonstruowana bateria wykazała napięcie obwodu otwartego w wysokości 0,8 V, a pojemność rozładowania 29,7 mAh na gram DHBQ przy stałej gęstości prądu 1 mA na centymetr kwadratowy. Jeśli mowa zaś o sprawności kulombowskiej to przy relatywnie niskiej temperaturze (4 st. C) wyniosła ona 84 proc. i dość znacznie spadła do 66 proc. przy 101 st. C.
Czytaj też: Kraków na ustach świata. Polacy opracowali niesamowity akumulator
Bateria jest wstępnym prototypem, który nie zachwyci nas zbytnio wszystkimi parametrami pracy. Zwłaszcza jeśli spojrzymy na to, jak szybko traci na wydajności. Po 30 cyklach pracy pojemność akumulatora wyniosła 44 proc. Nieco pomogło, jak określają to autorzy badań, „dostrojenie” składu Nafionu. Wówczas po analogicznym czasie pracy bateria wykazała 78 proc. pojemności.
Wciąż jeszcze dużo pracy przed naukowcami, aby stworzyć z akumulatora opartego na organicznych materiałach porządny model. Jedno jest pewne: wynalazek w przyszłości nie sprawdzi się zbyt dobrze w samochodach elektrycznych, ale z powodzeniem może sobie dać radę w drobnej elektronicy i urządzeniach tzw. Internetu Rzeczy.
