Eksperymenty zorganizowano bowiem w bardzo wymagających warunkach. Temperatura sięgnęła 100 stopni Celsjusza, a po 450 cyklach zmierzono wydajność całej konstrukcji. Badanie pokazało 99,8% – właśnie tyle z pierwotnej wydajności udało się zachować po symulacjach długotrwałego użytku.
Czytaj też: Energia pokona ponad 4000 kilometrów. Aż trudno uwierzyć, jak ją przetransportują
Kluczem do sukcesu, jak przekonują autorzy publikacji zamieszczonej w Advanced Science, było wdrożenie elektrolitów polimerowych pozbawionych pęknięć. Efekt końcowy imponuje, ponieważ mowa nie tylko o akumulatorach cechujących się zwiększoną żywotnością. Inną, bardzo istotną zaletę, stanowi podwyższony stopień bezpieczeństwa, obowiązujący nawet w wyjątkowo wysokich temperaturach.
Nie będzie pomyłką stwierdzenie, iż na rynku nie ma obecnie idealnego rozwiązania w odniesieniu do magazynowania energii. Akumulatory występują w całej masie wariantów, ale żaden nie stanowi ideału. Największą popularnością cieszą się baterie litowo-jonowe, stosowane na wiele różnych sposobów, lecz mających szereg ograniczeń. Ich produkcja jest relatywnie droga ze względu na wysokie koszty wydobycia litu, a do tego dochodzi zaskakująco wysokie ryzyko eksplozji czy pojawienia się ognia.
Akumulator litowo-metalowy w wykonaniu naukowców z Hongkongu został przetestowany po upływie 450 cykli ładowania i rozładowywania
Konkurencja nie śpi, ale również zmaga się z problemami. Być może najbliższe ideałowi okażą się akumulatory w wariancie litowo-metalowym. Anody litowo-metalowe, słynące z dużej teoretycznej mocy właściwej, miałyby przynieść długo wyczekiwaną rewolucję. Naukowcy z Hongkongu stworzyli elektrolity polimerowe pozbawione mikropęknięć z wykorzystaniem stosunkowo nieskomplikowanego procesu.
Zorganizowane testy wykazały, iż takie konstrukcje mają szereg przydatnych właściwości. Wykazują na przykład odporność na tworzenie się dendrytów, czyli struktur ograniczających wydajność i żywotność ogniw akumulatorów. Poza tym są niepalne, dzięki czemu można zapomnieć o ryzyku pojawienia się ognia. Wreszcie, w takiej wersji akumulatory mogłyby zapewniać wysoką stabilność elektrochemiczną nawet w bardzo wysokich temperaturach.
Czytaj też: Akumulatory da się poddać całkowitemu recyklingowi? Świetne wyniki eksperymentu
Według członków zespołu badawczego tak świetne rezultaty udało się osiągnąć dzięki anionom boranowym w membranach pozbawionych mikropęknięć. Za ich sprawą ma miejsce przyspieszony selektywny transport jonów Li+. Zostaje też zatrzymany proces sprzyjający powstawaniu wspomnianych dendrytów. W toku zorganizowanych testów ustalono, że po upływie 450 cykli ładowania i rozładowywania średnia pojemność takiego akumulatora litowo-metalowego kształtuje się na poziomie 92,7%.
Z kolei jego sprawność kulombowska wynosi 99,867% przy temperaturze 100 stopni Celsjusza. To wspaniałe wyniki, szczególnie jeśli weźmiemy pod uwagę ekstremalne środowisko, o jakim mowa. Jeśli dotychczasowe doniesienia się potwierdzą, to będziemy mogli mówić o potencjalnie rewolucyjnym rozwiązaniu. Skorzystałyby z niego różne dziedziny, od motoryzacji, przez elektronikę, aż po magazyny energii pochodzącej z odnawialnych źródeł.