Naukowcy z MIT (Massachusetts Institute of Technology) opracowali katodę do akumulatorów litowo-jonowych, która nie zawiera kobaltu i niklu. W zamian za to wykorzystywane są do jej budowy związki organiczne. O innowacji szczegółowo dowiadujemy się z komunikatu prasowego instytutu oraz artykułu na łamach czasopisma ASC Central Science.
Czytaj też: Elektryki będą jeszcze lepsze. Wystarczy “umyć” jeden element w akumulatorze
Dlaczego elektryki z bateriami bez kobaltu są tak ważne dla naszej przyszłości? Przede wszystkim musimy zwrócić uwagę na to, gdzie dzisiaj są eksploatowane złoża tego pierwiastku. Połowa znanych zasobów występuje w Demokratycznej Republice Konga, na kolejnym miejscu znajduje się Zambia. Na terenie tych dwóch państw zlokalizowany jest tzw. Pas Miedzionośny, czyli formacja geologiczna bogata w wiele metali kluczowych dla dzisiejszej gospodarki.
Elektryki z akumulatorami organicznym. Zamiast kobaltu wykorzystuje się inny związek
Niestety wymienione kraje nie znajdują się w stabilnym politycznie regionie, a sama eksploatacja złóż odbywa się często z pogwałceniem jakichkolwiek norm – warunki pracy bywają spartańskie, a wśród firm wydobywczych dominują zagraniczne podmioty (z UK i Chin). DRK i Zambia same w sobie niewiele z tego zarabiają. Wobec takiej sytuacji najlepiej byłoby wygasić popyt na kobalt, aby nie przykładać ręki do rabunkowej eksploatacji złóż.
Czytaj też: Mam przecierać oczy ze zdziwienia? Boom na elektryki w Polsce sięgnął nawet ciężarówek
Badacze z MIT nie byli pierwszymi, którzy zauważyli potrzebę opracowania katod bez kobaltu. Przed laty próbowano wykorzystać fosforan litowo-żelazowy w elektrykach, ale niestety materiał ma o połowę mniejszą gęstość energii. Inną opcją są związki organiczne, ale zazwyczaj trzeba je mieszkać z innymi materiałami, co zmniejsza pojemność akumulatora. Zespół z Massachusetts po sześciu latach badań znalazł w końcu satysfakcjonujące rozwiązanie.
Jest to materiał zbudowany z warstw bis-tetraaminobenzochinonu (w skrótce TAQ). Chodzi tu o związek zawierający trzy sześciokątne pierścienie, a jego warstwy tworzą podobną strukturę do grafenu – czytamy w informacji prasowej. Obecność aminów i chinonów gwarantuje, ze katoda pozostaje zarówno bardzo stabilna, jak i nierozpuszczalna. Ta druga cecha jest bardzo ważna, ponieważ w akumulatorach litowo-jonowych elektrolit jest ciekły. To by ułatwiało rozpuszczanie w nim organicznej katody.
W rezultacie uzyskano urządzenie, które będzie w stanie działać ponad 2000 cykli ładowania z minimalnym stopniem degradacji. Zdanie twórców, pojemność baterii jest porównywalna do litowych odpowiedników, ale szybkość ładowania znacznie większa. Ponadto koszty produkcji takiego akumulatora mogłyby stanowić jedną trzecią kwoty potrzebnej na wytworzenie baterii z kobaltem.
Czytaj też: Przejechał elektrykiem 440 km przy -30 stopniach. Niewiarygodny eksperyment mówi o jednym
Odkrycie amerykańskich naukowców jest na tyle istotne i przełomowe, że znamy już pierwszego producenta z branży motoryzacyjnej, który wykupił licencję na katody organiczne z TAQ. Jest nim Lamborghini. Niewykluczone, że w ślad za gigantem pójdzie również konkurencja. Miejmy taką nadzieję.