Zeptali jsme se vědců: Čím se zabývá výzkum lithiových baterií?

Věda

Mgr. Lukáš Pavlovec

9. listopadu 2019 5:36

Rozvoj kompaktních, lehkých, elektronických zařízení, jako jsou notebooky, mobilní telefony nebo aku nářadí, by nebyl možný bez využití dlouhodobého napájení pomocí lithium-iontových baterií. Letos dostali za jejich výzkum a vývoj Nobelovu cenu za chemii vědci J. B. Goodenough, S. Whittingham a A. Yoshino. Čím se výzkum lithiových baterií zabývá, komentuje chemik Mgr. Lukáš Pavlovec z Ústavu makromolekulární chemie AV ČR.

Myšlenka lithiové baterie se zrodila již před více než sto lety, ale uvedení do praxe nakonec nastalo až v devadesátých letech 20. století. Mezitím prošly lithium-iontové baterie bouřlivým materiálovým vývojem.

Cesta z laboratorního stolu na pult v obchodech vedla od nahrazení čistého kovu za méně nebezpečné ionty lithia, přes zkoumání nových materiálů, do nichž je lithium schopné se „vmezeřit“. A jak už to bývá, vědci si přejí věci neustále vylepšovat, aby mohli plnit sny například o levnějších a nehořlavých bateriích, které by se nabíjely kratší dobu, ale zároveň by dokázaly dodávat více energie.

Zeptejte se vědců

Neumíte si vysvětlit některé zákony přírody? Zajímá vás proč je obloha modrá, nebo proč si sova nemůže ukroutit krk? Zeptejte se vědců prostřednictvím rubriky serveru Lidovky.cz.

Otázky posílejte na e-mail internet@lidovky.cz a do předmětu napište: otázka pro vědce a nebo položte otázku přes Twitter s hashtagem # otazkaprovedce.

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

Shodou okolností vznikl před šesti lety evropský projekt MAT4BAT, který se mimo výše zmíněných vylepšení snažil také objasnit, zda v případě výpadku asijského trhu dokážeme být v Evropě při výrobě lithiových baterií soběstační. Oddělení polymerních membrán Ústavu makromolekulární chemie AV ČR (ÚMCH AV ČR) bylo jedním z šestnácti partnerů tohoto projektu a mělo na starosti přípravu nových polymerních elektrolytů, jakožto náhrady stávajících hořlavých kapalin.

Když člověk zjistí, že téma, kterému se věnuje, bylo oceněno Nobelovou cenou, dodá mu to entusiasmu a naděje v pokračování zdokonalování této technologie. Doufejme, že se u nás vyvinuté materiály a nápady v dohledné době uplatní v bezpečnějších lithium-iontových bateriích.

Na fotce je experimentální baterie z laboratoře ÚMCH AV ČR. Zleva doprava je vidět: anodový materiál (grafit) na měděném kolektoru (sběrač elektrického náboje), polymerní elektrolyt (membrána, fólie) a katodový materiál (směsný oxid kobaltu a lithia) na hliníkovém kolektoru. Elektrolyt tvoří fólie z polymerního materiálu obsahující speciální chemické skupiny, které dokáží převádět lithné ionty z jedné strany fólie na druhou (od anody ke katodě a zpět). Výhodou experimentální baterie je, že polymerní membrána nahrazuje hořlavá toxická rozpouštědla, která tvoří elektrolyt dnešních komerčních baterií.