- Výzkumníci z Tohoku University přicházejí s inovativním konceptem hořčíkové baterie
- Tyto baterie vynikají svoji flexibilitou a vysokou energetickou hustotou
- Navíc mají nižší riziko přehřátí a vzplanutí než běžné lithiové baterie
Představte si baterie, které jsou tenké a flexibilní jako papír. Takové baterie by mohly napájet nositelnou elektroniku a další inovativní technologie. Slibnou cestou k jejich výrobě je použití hořčíku. Hořčík se nachází v zemské kůře a nabízí vyšší hustotu energie než lithium. Ionty hořčíku jsou také nabitější, což znamená, že mohou poskytovat větší elektrický výkon.
S tímto potenciálem se výzkumníci zaměřují na vývoj nových typů baterií, které využívají hořčík jako základní složku. Výzkumníci z Tohoku University vyvinuli koncept hořčíkové baterie, který čerpá inspiraci z dýchacího systému rostlin. Není to přitom poprvé, co o hořčíkových bateriích slyšíme. Už v roce 2018 vědci prezentovali raný koncept.
Hořčíkové baterie
Hořčík se nachází v elektrodě, která je klíčovým prvkem baterie. Při vybíjení se hořčík oxiduje a uvolňuje elektrony. Tyto elektrony protékají externím elektrickým obvodem a vytváří tak elektrický proud. Při výrobě baterie Yabu a jeho kolegové z Tohoku University nalepili hořčíkovou vrstvu na papír. Papír v baterii slouží jako nosná struktura pro aktivní materiál katody. Aktivní materiál katody (hořčík) je nanesen na papírový substrát, který mu dodává pevnost a stabilitu.
To je důležité, protože aktivní materiál je práškový a bez nosné struktury by se snadno rozpadal. Díky papíru lze vytvořit baterie, které jsou tenké a flexibilní, což není možné s klasickými kovovými elektrodami. Hořčíková baterie tak funguje podobně jako běžné lithium-iontové baterie. Papírová baterie dosáhla napětí naprázdno 1,8 V, proudové hustoty 100 mA/cm² a maximálního výkonu až 103 miliwattů/cm².
Výraznou předností hořčíkových baterií je jejich potenciál v oblasti bezpečnosti. Na rozdíl od některých lithium-iontových baterií mají hořčíkové baterie nižší riziko přehřátí a vzplanutí, což zvyšuje jejich spolehlivost a bezpečnost při použití. Tato vlastnost je zvláště důležitá v aplikacích, kde je bezpečnost klíčovým faktorem, jako je například elektromobilita.
Další výhodou hořčíkových baterií je jejich potenciál pro snížení nákladů a udržitelnost. Hořčík je relativně dostupný prvek a jeho využití může přispět k ekonomičtější výrobě baterií. Navíc je hořčík šetrnější k životnímu prostředí než některé jiné bateriové materiály, což přispívá k udržitelnosti výroby a recyklaci baterií. Výzkum a vývoj hořčíkových baterií na bázi papíru představuje perspektivní směr v oblasti ukládání energie. Tato inovativní zařízení mají potenciál změnit paradigma v oblasti bateriových technologií a přispět tak k udržitelnějšímu a ekologičtějšímu energetickému sektoru.
Josef Novák
Další dnešní články
