Věda | Elektromobily | Baterie

Baterie bude možné díky světlu nabíjet neuvěřitelně rychle, slibují američtí vědci

  • Vědci přišli na způsob, jak zrychlit nabíjení baterií
  • Nabíjení lze zrychlit o dva řády bez poškozování baterie
  • Poprvé do hry vstupuje světlo

Vědci z Ministerstva energetiky Spojených států amerických (DOE) představili nové řešení, které umožňuje významně zrychlit nabíjení baterií. Revoluční objev poprvé používá světlo, které se stává důležitou složkou pro kontrolu a vliv na samotný chemický proces probíhající během nabíjení baterie.

Baterie jsou stále důležitější komponentou - důvodem je stále stoupající počet mobilních zařízení všeho typu a v nejnovějším případě jde i o elektromobily, kde jsou opravdu velké baterie. A právě u nich přichází problém v podobě rychlosti nabíjení, protože i když existují Superchargery a další pokročilé nabíječky s vysokým výkonem, pro které jsou připravené i speciálně chlazené baterie, stále nejsme na takové době, za kterou naplníme nádrž benzínem či naftou.

Jednou z navrhovaných možností byla výměna celých baterií, což se ale ukázalo jako komplikované a příliš mechanické řešení, které má spoustu ale. Inženýři a vědci z celého světa se tak snaží kromě zvyšování kapacity baterií zlepšovat i možnosti, jak je rychleji dobíjet. A jak to z nového objevu vypadá, odpovědí je nejspíše „světlo“.

Světelný zázrak

Nabíjení baterie je zdlouhavý proces. Pokud nechceme baterii rychle zničit, mělo by nabíjení probíhat pomalu, to je známý fakt. S příchodem rychlonabíječek bylo nutné přizpůsobit například chlazení baterií, které snižuje poškozování baterie při rychlém nabíjení. Dle nového objevu lze ale tomuto procesu ještě velmi výrazně pomoci světlem. Stačí paprsek koncentrovaného světla z xenonové lampy, nic víc. I to stačí k tomu, aby se rychlost nabíjení zvýšila klidně o více než dva řády.

Vědci totiž přišli na to, že právě světlo ovlivňuje poškozování elektrod a tím pádem otevírá bránu k rychlejšímu nabíjení. Pro prototyp byly vytvořeny speciální Li-Ion články, které měly průhledné desky u katody. Testováním verze bez průhledného okna se ukázalo, že původní hypotéza byla potvrzena a bílé světlo interaguje s běžným materiálem pro katodu - LiMn2O4 (LMO).

Hlavní reakční složkou je mangan, který při absorpci fotonů mění svůj stav z trojvalenčního na čtyřvalenční, což zapříčiní to, že se ionty lithia z katody přesouvají rychleji. Důležitou informací je, že ani při takto zrychleném nabíjení nedochází k vyšší degradaci baterie.

Jedná se o první formu, kdy se spojuje technologie baterií a světlo. Už z prvních testů prototypu je patrné, že by se mohlo jednat o skutečnou revoluci v rychlosti nabíjení, na kterou svět dlouho čekal.

Do 15 minut nabito

Jedním z cílů vědců je snížit dobu nabíjení u elektromobilů s tím, že chtějí pokořit hranici 15 minut pro dobití téměř celé baterie. Lze si ale představit, že i tuto dobu bude možné dále posouvat. Pokud se vyřeší problém na straně baterie, což by právě zmíněná technologie ve spojení se světlem měla přinést, vědci musí samozřejmě řešit zase další překážky.

Ty se týkají například samotných nabíječek. Aktuálně už se staví výkonné 350kW modely, s možností takto rychlého nabíjení bychom se ale mohli rychle dostat už na úrovně megawattů pro nabití jednoho automobilu. S tím souvisí nové typy kabelů, nové typy součástek i systém chlazení a ochran, které si poradí s obrovskými proudy. Pochopitelně si nelze představit, že něco takového bude v dohledné době dostupné u domu či v menší obci.

Mohli bychom se ale dočkat takových „meganabíječek“, které budou v blízkosti velkých transformátorových stanic a svým způsobem tak budou něčím speciálním na delších trasách.

Originální materiál k výzkumu naleznete zde

Diskuze (80) Další článek: Autopilot Tesly přichází s dalším vylepšením – dokáže detekovat dopravní kužely

Témata článku: Technologie, Věda, Výzkum, Li-Ion, Elektromobily, Baterie, Energie, Světlo, Akumulátory, Lithium, LMO, Supercharger, Nabíjení baterií, Poškozování, Mangan, Nabíjení, DOE, Vědec, Rychlé nabíjení


Určitě si přečtěte

Velký test televizorů v Computeru: i levnější značky překvapily kvalitou obrazu

Velký test televizorů v Computeru: i levnější značky překvapily kvalitou obrazu

** Jak funguje biometrické zabezpečení ve Windows ** Nejlepší správci hesel ** Létáme v Microsoft Flight Simulator

Časopis Computer | 5

ATM jackpotting: Když hacker ovládne bankomat a stačí mu jen pár sekund

ATM jackpotting: Když hacker ovládne bankomat a stačí mu jen pár sekund

** Klasický malware pro PC už dnes nikoho nepřekvapí ** Bankomaty jsou ale také počítače ** Útočí se na ně dodnes

Jakub Čížek | 8

AMD Ryzen 5000 s architekturou Zen 3: počet jader zůstává, výkon rekordně roste

AMD Ryzen 5000 s architekturou Zen 3: počet jader zůstává, výkon rekordně roste

** AMD představilo novou generaci desktopových procesorů řady Ryzen 5000 ** Nová architektura Zen 3 přináší mnoho vylepšení a přibližně 19% zvýšení výkonu IPC ** Všechny modely budou v prodeji 5. listopadu

Karel Javůrek | 43

Není jen Flightradar: Našli jsme další aplikace pro sledování letadel, některé ukážou i víc

Není jen Flightradar: Našli jsme další aplikace pro sledování letadel, některé ukážou i víc

** 8 služeb pro sledování leteckého provozu ** Nejznámější je Flightradar24, ale alternativy leckdy prozradí více ** Letadla i v této pohnuté době čile létají a je co pozorovat

Karel Kilián | 14

Filmové pirátství asi jen tak nezmizí. Když už musíte, stahujte bezpečně v Seedru

Filmové pirátství asi jen tak nezmizí. Když už musíte, stahujte bezpečně v Seedru

** Máme HBO Go, máme Netflix... ** Ale stejně krademe filmy a seriály ** Když už musíte, stahujte torrenty bezpečně v Seedru

Jakub Čížek | 141