Korejští vědci přiblížili „baterii snů“: Nový elektrolyt je 2,7x vodivější a odolný vůči vlhkosti

Tým korejských vědců z Korea Advanced Institute of Science & Technology (KAIST) ve spolupráci s univerzitami Dongguk, Yonsei a Chungbuk National vyvinul „univerzální princip designu“, který má urychlit komercializaci celopevných baterií.

Tým korejských vědců z Korea Advanced Institute of Science & Technology (KAIST) ve spolupráci s univerzitami Dongguk, Yonsei a Chungbuk National vyvinul „univerzální princip designu“, který má urychlit komercializaci celopevných baterií. Jejich výzkum se zaměřil na řešení dvou hlavních překážek u pevných elektrolytů na bázi halogenidů: citlivosti na vlhkost a omezené iontové vodivosti.

Celopevné baterie jsou považovány za klíčové pro bezpečnost vozidel, jelikož jsou nehořlavé. Současné baterie s tekutým elektrolytem používají hořlavou kapalinu, která se může vznítit při poškození nebo přehřátí. Pevné baterie tuto kapalinu nahrazují pevným materiálem, který nehoří, což je činí mnohem bezpečnějšími. Problémem však dosud byla vlhkost, která dokázala narušit vnitřní strukturu jejich halogenidových elektrolytů.

Vědci vytvořili nový designový princip s využitím techniky zvané „ukotvení kyslíku“. Do směsi byl zaveden wolfram, který působí jako chemická kotva pevně uchopující atomy kyslíku v krystalové struktuře elektrolytu. Díky tomu zůstává nový elektrolyt strukturálně stabilní i při vystavení vzduchu, což řeší problém s jeho křehkostí. Kromě odolnosti vědci přepracovali vnitřní strukturu tak, aby rozšířili „dálnice“ pro lithiové ionty, což jim umožňuje volnější pohyb. To vedlo k 2,7krát vyšší iontové vodivosti ve srovnání se standardními halogenidovými pevnými elektrolyty.

Nový elektrolyt se již nerozkládá při vystavení vzduchu, což výrazně usnadňuje a zlevňuje jeho výrobu. Klíčovou silou této technologie je její univerzálnost; není omezena pouze na jeden typ materiálu. Vědci úspěšně aplikovali svou strategii na různé elektrolyty – včetně těch na bázi zirkonia, india, yttria a erbia – a dosáhli konzistentních výsledků. To dokazuje, že se jedná o „univerzální princip designu“, který lze použít k vylepšení široké škály materiálů pro baterie nové generace.

Díky této stabilitě na vzduchu a vysokému výkonu se „baterie snů“ přibližuje realitě. Její schopnost kombinovat zvýšenou bezpečnost s rychlým nabíjením má významné důsledky pro budoucnost elektrických vozidel, robotiky a létajících taxi. Tato odvětví vyžadují baterie, které jsou lehké, mimořádně bezpečné a schopné rychlého nabíjení. Výsledky výzkumu, publikované v časopise Advanced Energy Materials, ukazují, že masová výroba nové generace ohnivzdorných baterií již není jen teorií, ale komerčně proveditelným cílem.