Akumulatorowa rewolucja tam, akumulatorowa rewolucja tu i… no cóż, lata lecą, a kolejne osiągnięcia naukowców w tym sektorze zwykle trafiają na naukową kupkę wstydu, z której to nic nie jest przekuwane na rzeczywistość. Czy tak będzie i tym razem? Oby nie, bo w tym nieustannie zmieniającym się krajobrazie technologii akumulatorowych, najnowszy przełom może na nowo zdefiniować standardy magazynowania energii.
Przełom w akumulatorach, czyli +85% energii dzięki elektrodom z metalowej włókniny!
Naukowcy tym razem opracowali innowacyjne podejście, które może znacząco poprawić wydajność akumulatorów litowo-jonowych, a więc podstawowych źródeł zasilania współczesnej elektroniki i pojazdów elektrycznych. Kluczowe w tym przełomie jest zastosowanie metalowych włóknin (z angielskiego: metal fleeces) w elektrodach, które to mogą doprowadzić do powstania akumulatorów o wyższej gęstości energetycznej i szybszym ładowaniu. Sam pomysł jest więc prosty i sprowadza się do integracji metalowych włóknin z elektrodami. Te włókniny, złożone z cienkich metalowych włókien, tworzą trójwymiarową strukturę wewnątrz elektrody, a taka architektura pozwala nie tylko na znaczne pogrubienie elektrod (nawet dziesięciokrotnie względem tradycyjnych), ale także poprawia przepływ jonów litu, co jest kluczowe dla efektywnego ładowania i rozładowywania akumulatora.
Czytaj też: Orlen napcha kieszeń Norwegom. Wszystko po to, żeby w Polsce żyło się lepiej
Kluczowe znaczenie ma tutaj odkrycie wcześniej nieznanego mechanizmu transportu jonów. Gdy jony litu wchodzą w interakcję z metalową włókniną, tworzą tzw. warstwę podwójną Helmholtza. W tej warstwie jony mogą przemieszczać się nawet 56 razy szybciej niż w tradycyjnym elektrolicie, a taki właśnie szybki przepływ jonów umożliwia zachowanie krótkiego czasu ładowania i to nawet mimo zwiększonej grubości elektrody. Dlatego też skutki tej technologii mogą być przełomowe, bo akumulatory z elektrodami z metalowej włókniny mogą osiągnąć do 85% wyższą gęstość energetyczną w porównaniu do obecnych rozwiązań. Dlatego też poza przemysłem motoryzacyjnym, technologia ta może znaleźć zastosowanie w elektronice przenośnej oraz systemach magazynowania energii odnawialnej.
Czytaj też: Koniec rachunków za energię? Polski projekt pokazuje, że to możliwe
Tego typu osiągnięcie np. w przypadku pojazdów elektrycznych przekłada się na dłuższy zasięg oraz krótszy czas ładowania, a więc rozwiązuje dwie największe bolączki potencjalnych użytkowników. Co więcej, sam proces produkcyjny elektrod z włókniny jest prostszy i tańszy, dzięki czemu może obniżyć koszty wytwarzania nawet o 30–40%, a gdyby tego było mało, wymaga mniej miejsca w zakładach produkcyjnych. Oznacza to również, że możliwość produkcji wydajniejszych i tańszych akumulatorów mogłaby znacząco przyspieszyć wdrażanie odnawialnych źródeł energii, oferując skuteczne sposoby ich przechowywania.
Czytaj też: Rewolucja w fotowoltaice nadchodzi z Polski. To może być hit na skalę światową
Chociaż technologia wciąż znajduje się na etapie badań, to jej potencjalne korzyści są oczywiste. Integracja metalowych włóknin w strukturze elektrod stanowi bowiem poważny krok naprzód w przezwyciężaniu ograniczeń tradycyjnych akumulatorów. Czas jednak pokaże, czy nie jest to rewolucja z rodzaju tych, o których słyszymy po raz pierwszy i ostatni.