Akumulator litowo-jonowy, który jest dominującym typem „baterii” w samochodach elektrycznych, nie jest idealnym modelem do stosowania w praktyce. Na wyższych szerokościach geograficznych, gdzie zimą potrafi dochodzić do siarczystych mrozów (wciąż i to pomimo globalnego ocieplenia), elektrolit w akumulatorze zwyczajnie zamarza. Naukowcy z Narodowego Laboratorium Argonne i Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley opracowali interesująca alternatywę.
Czytaj też: Ten innowacyjny akumulator wytrzyma tysiące ładowań. Dostaną go tylko dwa kraje
Na łamach czasopisma Advanced Energy Materials przedstawili oni zmodyfikowany skład elektrolitu do akumulatorów litowo-jonowych. Jak tłumaczą, obecnie stosowana ciecz do transportu jonów to heksafluorofosforan litu wymieszany z węglanowymi rozpuszczalnikami. Niestety przy temperaturach poniżej -20 st. C mieszaniny tych związków zaczynają zamarzać. Zanika wtedy transport jonów litu do anody podczas ładowania akumulatora, ponieważ jony są ściśle związane w klastrach rozpuszczalników. Wobec tego potrzeba większej energii do ich „wydobycia” i uruchomienia.
Akumulator z elektrolitem odpornym do -40 stopni. Teraz elektrykiem pojedziemy na daleką północ
Badacze prowadzili swoje poszukiwania idealnego elektrolitu wśród materiałów zawierających fluor. Okazało się, że mechanizmem przyczyniającym się do większej odporności na mrozy dyryguje konkretna pozycja atomów fluoru w rozpuszczalniku i ich liczba. Odkryto jeden związek, który przy ekstremalnie niskich temperaturach nadal umożliwiał działanie akumulatora. Mowa o 2,2,2-trifluorooctanie etylu.
Testy baterii z takim elektrolitem wykazały doskonałą jej wydajność przy -20 i -40 st. C, nawet po 400 cyklach ładowania. Ponadto badacze zachwalają, że nowy ośrodek do transportu jonów jest niepalny i odporny na ładowanie wysokim napięciem. Te właściwości gwarantuje mu właśnie fluor.
Czytaj też: Albo rybki, albo akwarium. Badacze stworzyli nowy akumulator bez litu, ale jest haczyk
Akumulatory odporne na rekordowe mrozy na pewno będą przydatne tym kierowcom samochodów elektrycznych, którzy mieszkają w krajach skandynawskich lub planują podróże na daleką północ Kanady czy Europy. Oczywiście pod warunkiem, że na trasie będzie znajdować się dostatecznie dużo stacji ładowania. Amerykańscy naukowcy są obecnie w trakcie poszukiwań partnera biznesowego, który dostosuje jeden ze swoich modeli baterii do ultra niskich temperatur.