Brněnský technik vyvíjí baterie budoucnosti z lithia a síry

Budoucnost baterií tkví v kombinaci lithium-síra. Tvrdí to Tomáš Kazda z Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií Vysokého učení technického (FEKT VUT) v Brně, který se věnuje vývoji akumulátorů pro různé aplikace včetně elektromobility. Na technologii zlepšující vlastnosti tohoto typu akumulátorů podal evropský patent, podařilo se mu totiž prokázat, že lithium-sirné baterie dosahují vyšší kapacity než běžně užívané lithno-iontové.

Díky patentované úpravě elektrod zůstal u nových baterií zachován počet nabíjecích cyklů srovnatelný s dnes dostupnými akumulátory. Nová technologie ale slibuje vyšší kapacitu akumulátorů, jejich nižší hmotnost i ekologicky šetrné řešení.

Zvýšit dojezdovou vzdálenost

„Když vezmu kapacitu dnešních baterií, používaných v elektromobilech Tesla, pokud bych použil technologii lithium-sirné baterie a zachoval stávající kapacitu, podařilo by se zmenšit hmotnost baterie na zhruba 120 kilogramů – oproti stávajícím přibližně 550 kg. Nebo kdybych ponechal stávající hmotnost, ale opět změnil technologii na lithium-sirnou, mohla by se zvýšit dojezdová vzdálenost elektromobilu při využití 60 procent potenciálu této technologie až na 1250 kilometrů,“ uvedl Kazda příklad.

Černá linka představuje kapacitu elektrodové hmoty akumulátoru lithium-síra, která je mnohem vyšší než u dnes používaných klasických lithno-iontových akumulátorů. | FOTO: FEKT VUT

Na vývoji spolupracuje s norskou společností, na samotném patentu pracoval zhruba rok. Obecně se vývoji baterií věnuje již osm let.

Lithium-sirné baterie disponují zhruba trojnásobnou kapacitou než stávající běžně užívané lithno-iontové akumulátory, teoretický potenciál této technologie je až pětinásobný. Díky vyšší energetické hustotě mohou mít akumulátory užívající tuto technologii i nízkou hmotnost a menší objem, a to opět až trojnásobně.

„Nyní běžně používáme první a druhou generaci materiálů na principu lithno-iontového systému. Ještě pravděpodobně přijde jedna generace tohoto systému, která opět navýší svou kapacitu, ale pak už začne narážet na limity dané technologií, takže se počítá s přechodem na lithium-síru,“ shrnul.

Aplikace ve vojenství i u telefonů

Podle dnešních odhadů by nová technologie mohla být dostupná na trhu do deseti let, i když nejprve asi najde uplatnění především ve vojenství a speciálních aplikacích, jako jsou drony nebo high-tech elektromobily. Lithium-sirné akumulátory lze ale využít i pro chytré telefony, elektrokola a v dalších oblastech elektroniky.

„S touto baterií už by mohla přejít na elektrický pohon i vybraná vrtulová letecká doprava, protože tento typ technologie by umožnil například regionální lety menších dopravních letadel,“ naznačil odborník z FEKT VUT.

Lithium-sirné akumulátory navíc nevyužívají kovy jako kobalt, nikl nebo kadmium, jejich výroba by tedy byla méně závislá na těžbě. Síra je totiž často i odpadní produkt řady výrobních procesů, takže jde o výrazně ekologické řešení. Zpočátku může být samozřejmě cena nového typu akumulátorů vyšší.

Základní výzkum tohoto typu akumulátorů byl na brněnské technice zakončen podaným evropským patentem a výrobou prototypu mincové baterie. Pro další vývoj nyní Kazda hledá investora.

Zdroj: novinky.cz