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, Elektromobily, Baterie, Energie, Akumulátory, Světlo, Lithium, Li-Ion, Mangan, Nabíjení, Nabíjení baterií, LMO, DOE, Vědec, Rychlé nabíjení, Poškozování, Supercharger


Určitě si přečtěte

Nový Apple Macbook Air je levnější, má větší SSD a vrací se k tradiční klávesnici

Nový Apple Macbook Air je levnější, má větší SSD a vrací se k tradiční klávesnici

** Nový MacBook Air opravuje nejzásadnější chyby dosavadní verze ** Dostal lepší klávesnici, výkonnější procesor a 256GB SSD ** Apple navíc snížil ceny

Martin Miksa | 54

Podívejte se na Windows z roku 1990. Před 30 lety přišly Windows 3.0 a líbily se nám

Podívejte se na Windows z roku 1990. Před 30 lety přišly Windows 3.0 a líbily se nám

** 22. května 1990 uvedl Microsoft Windows 3.0 ** Systém z Microsoftu definitivně udělal lídra na desktopu ** Tehdejší Windows byly vlastně grafickou nadstavbou nad MS-DOS

Jakub Čížek | 74

Teachable Machine: Umělá inteligence za pět minut i bez doktorátu z ČVUT

Teachable Machine: Umělá inteligence za pět minut i bez doktorátu z ČVUT

** Pochopit techniky a principy A.I. je složité ** Ale nebojte, jde to i bez doktorátu z IT a matematiky ** Vyzkoušíme generátor neuronových sítí od Googlu

Jakub Čížek | 9

Deset kotev, které i v roce 2020 táhnou Android ke dnu

Deset kotev, které i v roce 2020 táhnou Android ke dnu

** Android existuje skoro 12 let a za tu dobu v mnoha směrech dospěl ** Dnes běží na sedmi z deseti telefonů, ale čemu za to vděčí? ** Našli jsme 10 kotev, které táhnou tento operační systém ke dnu

Karel Kilián | 154