Uz pomoć žličice šećera do dugotrajnih litij-sumpornih baterija

Istraživači australskog Monash Energy Instituta objavili su rad u časopisu Nature Communications u kojem objašnjavaju kako su pomoću aditiva na bazi glukoze na pozitivnoj elektrodi uspjeli stabilizirati tehnologiju litij-sumpornih baterija.

Bez punjenja od Melbournea do Sydneyja

Za manje od deset godina ova bi tehnologija mogla pogoniti električne autobuse i kamione koji će bez punjenja baterija moći prevaliti udaljenost od Melbournea do Sydneya, dakle više od 850 kilometara, nada se vodeći autor istraživanja, profesor Mainak Majumder s Odjela za strojarsko i zrakoplovno-svemirsko inženjerstvo i direktor Instituta. To bi također, vjeruje on, moglo omogućiti daljnji razvoj bespilotnih letjelica, gdje je mala težina najvažnija.

Istraživači australskog Monash Energy Instituta
Istraživači australskog Monash Energy Instituta

U teoriji, litij-sumporne baterije mogle bi pohraniti dva do pet puta više energije od litij-ionskih baterija iste težine. Problem je bio u tome što su se elektrode tijekom uporabe brzo trošile, a baterije kvarile. Za to su postojala dva razloga – pozitivna sumporna elektroda širila bi se i stezala i tako slabila, a negativna litijeva elektroda zagadila bi se spojevima sumpora.


Prošle su godine istraživači s Monasha pokazali kako bi se struktura sumporne elektrode mogla prilagoditi litiju. Sad su, uključivanjem šećera u arhitekturu elektrode nalik na mrežu, stabilizirali sumpor i zaštitili litijevu elektrodu od zagađenja.


Najmanje 1000 ciklusa

Pokazalo se da prototipovi imaju vijek od najmanje 1000 ciklusa, uz daleko veći kapacitet od ekvivalentnih litij-ionskih baterija. Baterije traju dulje, a njihova proizvodnja ne zahtijeva egzotične, otrovne i skupe materijale, objašnjava doktorandica Yingyi Huang.

Pomoću aditiva na bazi glukoze na pozitivnoj elektrodi, istraživači su uspjeli stabilizirati tehnologiju litij-sumpornih baterija
Pomoću aditiva na bazi glukoze na pozitivnoj elektrodi, istraživači su uspjeli stabilizirati tehnologiju litij-sumpornih baterija

Ona se za eksperiment inspirirala geokemijskim radom iz 1988. u kojem je opisano kako se tvari na bazi šećera odupiru degradaciji u geološkim sedimentima stvaranjem jakih veza sa sulfidima.

Iako su istraživači iz Monasha riješili mnoge izazove na katodnoj strani baterije, trebat će još poraditi na zaštiti litijeve metalne anode kako bi se omogućile velike inovacije potaknute prihvaćanjem ove obećavajuće tehnologije.

Doktorandica Yingyi Huang
Doktorandica Yingyi Huang

Istraživanje je podržala i tvrtka Enserv Australia koja bi tu tehnologiju voljela koristiti za ulazak na rastuće tržište električnih vozila i elektroničkih uređaja. Australija je, naime, najveći svjetski proizvođač litija, a prve litij-sumporne baterije s australskim litijem mogle bi se pojaviti u sljedećih pet godina.