Zabudni na lítium a vanádium. Vedci tvrdia, že našli riešenie problému s drahými kovmi

Výskumníci predstavujú glukózovú batériu, ktorá je bezpečná a dostupná pre masovú výrobu.

nov typ baterie
Zdroj: sdecoret / depositphotos.com

Vedci v USA testovali batériu, ktorá funguje na základe dvoch bežných látok, glukózy a vitamínu B2. Oba komponenty pozná každý človek. Glukóza je základný cukor v tele a riboflavín (vitamín B2) patrí medzi bezpečné a lacné vitamíny. Tím, ktorý tento koncept predstavil, skúmal, či sa dá energia zo sacharidu získať spôsobom, ktorý nahradí drahé kovové katalyzátory. Výsledok nakoniec ukázal praktický potenciál pre segment, ktorý sa doteraz spoliehal na ťažké kovy, informuje portál ACS.

Na trhu dominuje jeden známy typ veľkých stacionárnych batérií, vanádiové redoxné prietokové systémy (VRFB). Ide o riešenie, ktoré si drží povesť extrémne bezpečnej, spoľahlivej a dlhotrvajúcej technológie pre veľké úložiská energie. Energetické firmy ich používajú na skladovanie prebytkov zo solárnych elektrární alebo veterných turbín, pretože tieto batérie fungujú roky bez väčšieho opotrebovania.

Odoberaj Vosveteit.sk cez Telegram a prihlás sa k odberu správ

Problém spočíva v cene. Vanádium patrí medzi drahé kovy a jeho dodávky podliehajú výkyvom. Práve tu sa dostáva do hry nový glukózový systém. Prototyp dosiahol výkon porovnateľný s vanádiovými batériami, čo je kľúčová informácia. Nie preto, že by mal od zajtra nahradiť VRFB, ale preto, že ukázal praktickú relevanciu v segmente, kde doteraz dominovali kovové riešenia. Ak sa výkon drží na podobnej úrovni, otvára sa priestor pre ekologickejšie a lacnejšie alternatívy.

cukor-1
Zdroj: Vedelisteze.sk / Martin Borko

Čím sa prototyp líši od ostatných?

Použitý systém patrí medzi tzv. flow cell batérie. Dva elektrolyty prechádzajú cez samostatné komory, reagujú s elektródami a vytvárajú elektrinu. Tím vytvoril dva modely. Prvý využíval riboflavín a glukózu ako negatívny elektrolyt a na kladnej strane obsahoval chemikáliu na presné meranie výkonu. Tu sa ukázali najlepšie výsledky.

Druhý nahradil chemický komponent obyčajným kyslíkom. Ten však rozkladá riboflavín pri svetle, čím spomaľuje reakcie. Výkon bol nižší, ale stále vyšší než pri starších glukózových batériách.

Dôležitý rozdiel spočíva v tom, že glukóza pochádza z biomasy. Táto látka vzniká v rastlinách úplne prirodzene. Najčastejšie pochádza zo škrobu, ktorý sa vyrába vo veľkom. Nie je viazaná na ťažbu ani geopolitické riziká. A keďže ide o obnoviteľný zdroj, dokáže zabezpečiť stabilné dodávky bez záťaže pre životné prostredie.

Tradičné batérie, ktoré bežne používa energetický priemysel, obsahujú lítium, vanádium, kobalt alebo mangán. Tieto kovy často pochádzajú z krajín so spornými pracovnými podmienkami a s environmentálnymi problémami. Navyše ich ťažba vytvára veľkú uhlíkovú stopu. Glukóza túto bariéru obchádza.

Výskumníci predstavujú nový typ lítium-sírovej batérie.
Zdroj: Vosveteit.sk, AI

Pripravený na masovú výrobu

Okrem nej pracuje systém aj s vitamínom B2,ktorý je bezpečný a dostupný v masovej výrobe. Tým sa znižuje environmentálne riziko a zároveň aj tlak na recykláciu. Pri likvidácii takejto batérie nepracuješ s toxickými ťažkými kovmi, takže celý systém predstavuje menšiu záťaž pre pôdu aj vodu. Použité roztoky nevyžadujú komplikované chemické postupy pri demontáži a recyklačné procesy sú jednoduchšie. Toto je veľká výhoda pre stacionárne batérie, ktoré po rokoch prevádzky potrebujú ekologické a lacné ukončenie životného cyklu.

Tím výskumníkov teraz plánuje zvýšiť výkon kyslíkovej verzie, blokovať prístup svetla k riboflavínu a upraviť vnútornú architektúru článku. Cieľom je stabilný chod bez vedľajších reakcií, ktoré brzdia výkon. Tento koncept zatiaľ nesmeruje do mobilov ani elektromobilov. Má však jasné miesto v oblasti domáceho alebo sieťového ukladania energie. Tam sa teraz objavuje tlak na technológie, ktoré sú bezpečné, nehorľavé a cenovo dostupné. Ak sa vývoj posunie ďalej, môžeme vidieť batériu, ktorá zníži závislosť od drahých kovov a ponúkne ekologickejší spôsob, ako uskladniť energiu bez náročnej ťažby a toxických materiálov.

Google News Pridaj si Vosveteit.sk medzi obľúbené zdroje v Google News Pridať