Súčasné lítiové batérie prešli za posledných pár rokov výrazným vývojom, ktorý každý deň môžeme vidieť v praxi. Elektromobily majú stále väčší dojazd, pričom niektoré začínajú atakovať hranicu 1000 kilometrov. Kde je ich hranica je možno otázne, no mnohí sa snažia nájsť výhodnejšiu alternatívu. Dlhodobo sa javia práve lítium-sírové batérie ako najpravdepodobnejšia náhrada a po aktuálnych správach sa ich šanca zvyšuje.
Veľký potenciál
Lítium-sírové batérie by mohli priniesť výrazne lepší pomer kapacity na hmotnosť batérie. Vyššia energetická hustota by priniesla zásadnú zmenu, nakoľko elektromobilom by ubudlo niekoľko desiatok kilogramov pri zachovaní rovnakej kapacity batérie. Stali by sa preto ešte efektívnejšie a pre automobilky a hlavne zákazníkov zaujímavejšie. Bohužiaľ, ako to pri vývoji býva, každá dobrá vlastnosť prináša aj negatíva, ktoré sú ale v prípade lítiom-sírových batérií naozaj veľké.
Ich najväčšie plus je zároveň aj mínus, nakoľko práve nové vlastnosti zapríčiňujú ich rýchlu degradáciu. Reakcia pri nabíjaní, respektíve vybíjaní spôsobuje akumuláciu pevného sulfidu lítneho a tekutého polysulfidu lítneho. Toto sa priamo spája so stratou a degradáciou aktívneho materiálu na katóde a koróziou anódy. Vedci sa preto zamerali na spôsob, ako tento proces zastaviť, prípadne aspoň výrazne spomaliť.
Riešením je kobalt
Dobré správy prichádzajú z Južnej Kórei, konkrétne od vedcov z Gwangju Institute of Science and Technology (GIST). Vedci po intenzívnom skúmaní prišli na to, že riešením by mohol byť kobalt. Nie ale len tak obyčajný, ale takzvaný oxalát kobaltnatý, ktorý dokáže absorbovať síru a potlačiť tak rozklad pevného sulfidu lítneho a tekutého polysulfidu lítneho.
Celý proces je samozrejme oveľa zložitejší a netrúfame si zachádzať do detailov. Ak rozumiete chémii, prípadne vás táto téma zaujíma, môžete si prečítať celú štúdiu. Každopádne, výsledok je veľmi pozitívny. Využitie oxalátu kobaltnatého zabraňuje samovybíjaniu batérie a znižuje degradáciu anódy, čo samozrejme zlepšuje vlastnosti ako životnosť, výkon a kapacitu akumulátora.
Profesor Jaeyoung Lee, ktorý viedol spomínanú štúdiu, vidí v tomto type batérií, aj vďaka najnovšiemu objavu, veľkú budúcnosť. Ako sám hovorí, lítium-sírové batérie by mohli otvárať možnosti pre elektrifikáciu lietadiel, nákladných vozidiel, lokomotív či elektrických autobusov. Prípadne by sa využívali vo veľkých úložiskách elektrickej energie. Napríklad elektrické autobusy sú síce už realitou, a aj po Slovensku jazdí niekoľko kusov, lepšie batérie by ich mohli spraviť výrazne atraktívnejšie a dostupnejšie. To isté platí aj pre elektrické nákladné vozidlá, ktoré sa taktiež pomaly dostávajú na cesty.
Využitie kobaltu v tomto prípade nie je až tak tragické, nakoľko oxalát kobaltnatý je možné získať aj recykláciou starých lítium-iónových batérií.