Na MIT objevili perspektivní chemické sloučeniny pro baterie v kapalné fázi

Kapalné baterie, vyvinuté profesorem z MIT Donaldem Sadowayem a jeho studenty před deseti lety, jsou slibnými kandidáty pro ukládání elektrické energie v rámci kompenzace nevyrovnané spotřeby a produkce. Sadoway a jeho tým objevili další druhy chemických sloučenin, které činí jejich technologii praktičtější a dostupnější a otevírají prostor různým variacím, díky čemuž bude možno využívat lokální zdroje surovin pro výrobu baterií.

Autoři objevu poukazují, že i tak hojně se vyskytující a nenákladný prvek, jakým je vápník, může tvořit základ záporné elektrody a rozpuštěné soli elektrolyt baterie.

Podle Sadowaye se jedná o velmi neočekávaný objev. Vápník má totiž vlastnosti, které jsou s využitím v tomto typu  baterií těžce slučitelné – vápník je snadno rozpustný v solích. To je problematické v tom, že jednotlivé vrstvy baterie (elektroda – separátor – elektroda) jsou na svém rozhraní vzájemně míseny a koncentrace iontů se tak vyrovnávají. Není zde tudíž dodržena jedna ze základních vlastností článků, kterou je rozdílná hustota jednotlivých iontů mezi vrstvami.

Náročná výzva pokořena

Vzhledem k těmto vlastnostem se zdá nemožné vápník využít. To byla ovšem pro vědce na MIT výzva, kterým se nakonec podařilo vyvinout složitou, ale fungující chemii baterie. Dalším bezesporným benefitem je díky využití vápníku přirozeně vysoké napětí na záporné elektrodě.

Dalším problémem byla vysoká teplota tání vápníku, která činí přibližně 900 °C. Tu se pokusili vyřešit slitinou vápníku s dalším levným a hojným prvkem, hořčíkem, který má teplotu tání nižší. Tímto se snížila teplota tání o 300 stupňů, přičemž výhoda vysokého napětí vápníku zůstala zachována.

Minimalizace nákladů a maximalizace využití dostupných zdrojů surovin

Dalším praktickým bonusem je fakt, že hořčík bývá typickým kontaminantem vápníku a naopak. Eliminace čištění nerostů opět sníží náklady na vstupní surovinu.

Objevená chemická kombinace je ovšem pouze špičkou ledovce. Tento zvolený směr má ohromný potenciál zejména v tom, že tímto přístupem je možné řádným prozkoumáním periodické tabulky množinu použitelných materiálů výrazně obohatit a přizpůsobit ji tak dostupným zdrojům.