Baterie budoucnosti? Ještě si počkáme

11. 1. 2017

Baterie budoucnosti? Ještě si počkáme

Baterie s dvacetinásobnou kapacitou a plným dobitím v řádech jednotek sekund? I taková může být budoucnost elektrické mobility. Prototypy takových článků jsou již skutečností, avšak cesta do sériové produkce bude ještě velmi dlouhá. Jaká jsou pozitiva negativa takového vývoje, na to jsme se zeptali našich specialistů "baterkářů".

Skupina vědců z americké University of Central Florida představila funkční prototyp takzvaného superkapacitoru. Na první pohled pracuje toto zařízení stejně jako kterákoliv jiná baterie, jeho kapacita je však až dvacetinásobná a plné dobití zabere pouhých několik vteřin. Na rozdíl od běžných olověných, lithium iontových či jiných baterií, v jejichž útrobách vzniká energie jednoduchým chemickým procesem, funguje superkacitor na elektrostatickém principu, elektrický náboj je v něm pouze uložen a doba dobíjení se tím výrazně zkracuje.

Třicet tisíc dobití

Životnost takového superkapacitoru činí až třicet tisíc dobití. Dobíjení navíc nesnižuje celkovou kapacitu článku a ta tak zůstává stále stejná bez ohledu na stáří. Životnost stávajících lithium iontových baterie se přitom pohybuje někde mezi pěti sty až dvěma tisíci dobitími. „Chytrý mobilní telefon dobijete za několik málo vteřin a nabitý vydrží podle způsobu využití i déle než týden,“ přibližuje odborný asistent ve výzkumu doktor Nitin Choudhary.

K uložení energie je v tomto konkrétním případě využita dvoudimenzionální porézní vrstva se schopností zachytit a uchovat velké množství elektronů. Tuto vrstvu tvoří velmi tenký a velmi pevný uhlíkový materiál známý též jako grafen. Zajistit, aby grafen nekolidoval s ostatními součástmi superkapacitoru, byl jeden z nejtěžších úkolů, se kterým se tým vedený profesorem Yeonwoong Jungem musel vypořádat. Profesor Jung nakonec přišel s originálním řešením, ve kterém je dvojrozměrný grafen doslova ovinut kolem jednorozměrného vodivého nanovlákna. Vlákno umožňuje elektronům rychlý a efektivní pohyb, což nejenže zrychluje nabíjení článku, ale také výrazně navyšuje jeho energetickou hustotu. Jakkoliv složitě toto řešení na papíře vypadá, výrobní postup samotný je až překvapivě jednoduchý. „Vyvinuli jsme jednoduchý proces na bázi chemické syntézy, díky kterému jsme schopni propojit materiály současné s materiály novými, dvoudimenzionálními,“ dodává k celému výzkumu profesor Jung.

Ještě si počkáme

Vědecký tým jedním dechem dodává, že ačkoliv je tato technologie již dnes plně funkční, k jejímu veřejnému rozšíření je stále daleko. Výrobní postup je nejprve třeba opatřit průmyslovým patentem, a až poté se ukáže, zda je tuto bezesporu velmi zajímavou myšlenku možno uvést do praxe. Má tento geniální vynález nějaká ale? Pochopitelně. Zkušení „baterkáři“ pracující s elektrokoly varují před negativními jevy známými z použití jakýchkoliv kondenzátorů. Sice je rychle nabijeme a dodají nám velké množství energie, bohužel však ne postupně, ale najednou. Jakékoliv „superkondenzátory“ nejsou schopny pomalého vybíjení, ačkoliv umějí zajistit obří výkon při poklesu napětí například při rozjezdu lokomotivy.

Dalším problémem může být i to, že jeden článek má napětí jen v rozmezí od 2,3 do 2,75 V, takže do současných 36/48 V baterií by bylo třeba zapojit jich více do série, čímž by se radikálně zvýšil odpor. Neznáme také rozměry tohoto článku, takže si nemůžeme představit, jak by asi vypadala baterie do elektrokola z těchto článku složená. Nicméně například v automobilovém průmyslu se plánuje kombinace obou druhů baterií. Použila by se primární lithiová baterie a sekundární kapacitor, který by dodával energii při rozjezdech a tím pomáhal šetřit baterii primární. Kapacitor by se následně dobíjel rekuperací brzdné energie. I tímto směrem se úvahy vědců nejspíš vydají, protože co by bylo lepšího, než aby elektrokolo umělo využít své pohybové či brzdné energie k rekuperaci akumulátoru. U dnešních baterií je to, jak víme, bezpředmětná úvaha, ale nechme se překvapit, co přinese budoucnost.

text: redakce / foto: ilustrační

PŘEDPLATNÉ

Aktuální číslo 1/2017

Číslo 1/2017 vychází 15. února

Co je elektrokolo?

Kde koupit elektrokolo?

Doporučujeme...

 

 

www.bikestar.cz

www.bikeandride.cz www.bikeandride.cz

www.ebike.cz

www.kolopro.cz

www.mtbtrilogy.cz