Tekuće baterije od kalcija su jeftinije i praktičnije

Znanstvenicima MIT-a je već duže vrijeme poznato da su baterije od tekućih metala jako učinkovite, jer mogu sadržavati velike kapacitete, te vrlo lako stvarati energiju. Stoga bi tvrtka Ambri iz Cambridgea uskoro trebala komercijalizirati prve takve baterije koje se temelje na istraživanjima profesora MIT-a Donalda Sadowaya, koji ih je razvio još prije 10 godina.

Obzirom da je glavni problem ove tehnologije u skupim materijalima, isti znanstvenik je uz pomoć članova svojeg tima nastojao pronaći način na koji bi se moglo omogućiti izradu jeftinih i svima dostupnih baterija od tekućeg metala, a kako se čini, to mu je sada uspjelo.

Znanstvenici su u svojem nedavno objavljenom radu u publikaciji Nature Communications, predstavili novi baterijski sustav koji koristi širom rasprostranjeni i jeftini element kalcij, i to istovremeno za negativni elektrodni sloj kao i za srednji sloj u troslojno usendvičenoj bateriji, koja se sastoji od rastopljene soli.

Kako bi omogućili korištenje kalcija, znanstvenici su morali riješiti nekoliko velikih problema vezanih uz svojstva tog elementa. Na primjer, kalcij se lako rastapa u soli, što je veliki problem, obzirom da se slojevi u bateriji moraju zadržati razdvojeni, a osnovni princip tekuće baterije je u tome što sva tri sastojka moraju formirati zasebne slojeve koji se temelje na različitim gustoćama materijala. Drugi problem je u tome što kalcij ima visoko talište, što bi tekuće baterije natjeralo na rad pri 900 stupnjeva celzija.    

Znanstvenici su se prvo pozabavili ovim drugim problemom, spajanjem kalcija s drugim jeftinim metalom magnezijem, čije je talište znatno niže, pa su time za 300 stupnjeva smanjili operativnu temperaturu u odnosu na čisti kalcij, dok se istovremeno zadržala prednost u održavanju visokog napona kojeg omogućuje taj element.

Druga ključna inovacija je bila u formiranju soli korištene u srednjem sloju baterije, elektrolitu, odnosno kemijskom spoju koji je električki vodljiv ili to postaje u otopljenom ili rastaljenom stanju, jer sadrži ili stvara pokretljive ione koji mogu prenositi električni naboj. Nova forma soli koju je razvio MIT, sastoji se od mješavine litijevog klorida i kalcijevog klorida, jer je otkriveno da se slitina kalcija i magnezija ne rastapa dobro u toj vrsti soli, čime se riješio još jedan problem korištenja kalcija.

"Novo otkriće nije samo baterija, ovo je jedno potpuno novo polje vezano uz baterije", navodi Donald Sadoway. 

Nadamo se samo da nećemo morati čekati još 10 godina da se ovo pojavi na tržištu.

Izvor: MIT