To przełom w akumulatorach samochodów elektrycznych. Baterie magnezowe tańszą alternatywą

Naukowcy z Toyota Research Institute of North America (TRINA) pod rękę z badaczami uniwersytetu w Houston rozwiązali dwa problemy związane z technologią baterii magnezowych. Dzięki nowej katodzie i nowemu elektrolitowi prototypowa bateria może pracować z pełną mocą w temperaturze pokojowej i zapewnia gęstość energii (czyli jej ilość zmagazynowaną w jednostce masy) porównywalną z akumulatorami litowo-jonowymi.

– Przełom udało się osiągnąć dzięki połączeniu nowej organicznej katody chinonowej i elektrolitu opartego na klastrach boru – wyjaśnił prof. Yan Yao z wydziału inżynierii elektrycznej i komputerowej uniwersytetu w Houston.

Wyniki prac badawczych opublikowano w czasopiśmie naukowym "Nature Energy".

– Nowa bateria osiąga prawie o dwa rzędy wielkości większą gęstość mocy niż poprzednie prototypowe baterie magnezowe – powiedział Hui Dong z uniwersytetu w Houston, jeden z autorów publikacji. – Jest ona w stanie pracować przez ponad 200 cykli ładowania przy zachowaniu około 82 proc. pojemności, wykazując tym samym wysoką stabilność. Możemy jeszcze bardziej zwiększyć jej stabilność, między innymi manipulując właściwościami membrany – dodał.

Badacze podkreślają, że akumulatory magnezowe mają potencjał jako bezpieczniejsza i tańsza alternatywa dla baterii litowo-jonowych. A samo odkrycie może przyspieszyć ich komercjalizację.

Prace nad bateriami magnezowymi, prowadzone przez TRINA to jeden z kilku projektów badawczych Toyoty nad nową generacją akumulatorów. Najbardziej zaawansowany program badawczo-rozwojowy dotyczy baterii litowo-jonowych ze stałym elektrolitem. Ich gęstość energii ma być dwa razy większa od aktualnych baterii li-ion z elektrolitem ciekłym.

Ładowanie w 15 minut i większy zasięg

Keiji Kaita, wiceprezes Toyoty odpowiedzialny za napędy w rozmowie z branżowym Automotive News oświadczył wcześniej, że firma opracowała już działający prototyp takiej baterii, którego pełne naładowanie trwa do 15 minut.

Toyota twierdzi, że jej pierwsze samochody elektryczne z bateriami ze stałym elektrolitem będzie można kupić w 2025 roku. Do tego czasu Japończycy chcą popracować nad trwałością rozwiązania, planują też dopieścić odporność na częste ładowanie.

Jak podkreśla japoński koncern, baterie litowo-jonowe ze stałym elektrolitem ładują się szybciej, dają dłuższy zasięg i mają większą gęstość energii niż obecnie używane akumulatory litowo-jonowe. Badania nad tym rozwiązaniem Toyota prowadzi razem z firmą Panasonic. Obecnie naukowcy obu firm skupiają się na elektrolicie siarkowym, który ułatwia bardziej wydajny transfer jonów między elektrodami. Ich kolejnym zadaniem jest znaleźć taki elektrolit, który nie będzie się deformował podczas ładowania i rozładowywania.