Niskokosztowe baterie z grafenu?

Niskokosztowe baterie z grafenu?

Baterie litowo-jonowe są łatwopalne, a cena surowców do ich produkcji wzrasta. Ale czy są alternatywy?

Naukowcy z Empy i ETH Zürich dokonali obiecującego odkrycia - możemy produkować baterie z odpadów grafitu i złomu.

W celu uruchomienia produkcji takich baterii, ciekły elektrolit musi składać się z specjalnych jonów, które nie ulegają krystalizacji w temperaturze pokojowej. Jony metali przemieszczają się tam i z powrotem między katodą a anodą w tym "zimnym stopie", zamkniętym w grubej płaszczu jonów chlorkowych. Alternatywnie, można użyć dużych, ale lekkich organicznych anionów, które nie zawierają metali.

Pojawia się jednak problem - gdzie są te "grube" jony, które mają być użyte, gdy bateria jest naładowana? Co może być odpowiednim materiałem katodowym? Dla porównania: w akumulatorach litowo-jonowych katoda jest wykonana z tlenku metalu, który może łatwo wchłonąć małe kationy litu podczas ładowania. To nie działa jednak dla tak dużych jonów. Ponadto te duże aniony mają przeciwny ładunek do kationów litu.

Aby rozwiązać ten problem naukowcy przekręcili "do góry nogami" baterię litową. W baterii Kovalenki grafit jest używany jako katoda (biegun dodatni). Gęste aniony są osadzane pomiędzy warstwami grafenu. Anoda jest wykonana z metalu.

Kravchyk dokonał niezwykłego odkrycia, szukając "właściwego" grafitu: odkrył, że grafit odpadowy produkowany w produkcji stali, nazywany "grafitem kish", czyni z niego świetny materiał katodowy. Naturalny grafit również działa równie dobrze - jeśli jest dostarczany w grubych płatach, a nie drobnych kawałkach.

Bateria z katodą grafitową uzyskaną z produkcji stali ("grafit kish") lub z surowych, naturalnych płatków grafitowych może potencjalnie stać się bardzo opłacalna. Przez kilka miesięcy system laboratoryjny przetrwał tysiące cykli ładowania i rozładowywania.

(KB)