Nejlehčí baterie je o pár kroků blíže

^ZAJÍMAVOST - Vůbec nejúčinnějším v laboratoři vyzkoušeným typem baterie jsou články lithium-kyslík či lithium-vzduch, které jako jednu z elektrod v podstatě využívají vzduchu kolem nás.

Díky tomu mohou být neobyčejně lehké, o desítky procent lehčí než dnešní baterie. Potíž je v tom, že tento na pohled velmi chytrý koncept nefunguje zatím pořádně ani v laboratoři. Články vzduch-lithium se obvykle po pár nabíjecích cyklech rozpadají, nesnášejí vlhkost a mají celou řadu dalších praktických nevýhod. Nemluvě o tom, že jejich energetické výkony jsou zatím daleko za teoretickými limity.

Velký problém je, že baterie musí být prodyšná, aby se do ní dostal nezbytný plyn zvenčí, ale zároveň musí být nepropustná pro vzdušnou vlhkost nebo jinou vodu, která lithiovou elektrodu velmi rychle a spolehlivě ničí. Tenhle problém se dá zanedbat třeba u drahých speciálních baterií pro jednorázové použití (například pro hlubokomořské sondy), ale to je jen velmi, velmi malý segment trhu. Se zatím nejlepším řešením téhle konstrukční černé můry přišel tým kolem Clare Greyové z Cambridgeské univerzity.

Využili jeden „módní“ materiál, totiž jednu odvozeninu od grafitu – v podstatě dokonale plochý materiál, tvořený ideálně jedinou vrstvou uhlíkových atomů. V tomto případě se sice kvůli vodivým vlastnostem jednalo o oxid grafenu, ale jeho struktura je podobná. Uhlíková elektroda umožňuje přístup vzduchu a zároveň brání průniku vlhkosti. Využití tenkých uhlíkových vrstev zkouší více týmů, je to slibný přístup, ale Greyová a spol. ho ještě chemicky vylepšili. „Namíchali“ elektrolyt, který umožňuje dlouhodobé nabíjení a vybíjení článku, protože v něm nevznikají těžko odstranitelné odpadní produkty – u běžně používaných článků je to samozřejmě standard, u tohoto experimentálního typu jde o zásadní úspěch. Na druhou stranu, je to stále jen laboratorní demonstrační prototyp, který kupříkladu dokáže spolehlivě pracovat jen v čistě kyslíkové atmosféře, a je dlouhodobě nestabilní. Do praxe je jinými slovy velmi daleko, ale přece jen blíže než před pár měsíci.   

Foto: Grafen a další podobné materiály tvoří v ideálním případě jediná vrstva atomů v dokonalé rovině.