I ty nejlepší dnešní elektromobily, které jsou daleko za finančními možnostmi běžných smrtelníků, mají dojezd pod 1 000 kilometrů. Například špičkový Lucid Air Grand Touring zvládne podle normy WLTP „jen“ 960 km. Masovější modely dosahují v této disciplíně asi polovičního dojezdu – a i to jen za ideálních podmínek. A teď si představte auto, které ujede desetinásobek této vzdálenosti bez jediné zastávky u nabíječky. Právě takovou vizi přinášejí výzkumníci z jihokorejské univerzity POSTECH a Sogangské univerzity.

Po dvou letech prolomili mlčení a zveřejnili podrobnou studii, ve které popisují nový typ baterie s takzvanou křemíkovou anodou a revolučním polymerem jako pojivem. Tato kombinace má podle jejich výpočtů přinést zmíněný desetinásobný nárůst kapacity li-ion akumulátorů – a to nikoli na úkor stability, jak tomu bylo dosud. Co to ale vlastně znamená? V současnosti se v bateriích nejčastěji používá grafit jako materiál pro anodu, tedy zápornou elektrodu. Křemík má však jednu zásadní výhodu – dokáže uchovat mnohem více lithia, které je nositelem energie. A tedy – čím více lithia se do baterie „vejde“, tím dál elektromobil dojede.

Jenže křemík má také jednu velmi nepříjemnou vlastnost. Během nabíjení a vybíjení mění svůj objem – nejprve nabobtná a pak se zmenší. To může vést k výrazné degradaci baterie nebo dokonce k jejímu fyzickému poškození. A tady nastupuje „kouzelný“ polymer, který jihokorejský tým vyvinul. Jde o speciální chemickou sloučeninu, která dokáže tuto „pulzující“ křemíkovou anodu udržet pohromadě. Využívá k tomu kombinaci vodíkových vazeb a takzvaných Coulombových sil, což jsou elektrostatické vazby mezi kladně a záporně nabitými částicemi. Ty druhé jsou mnohem silnější, ale zároveň reverzibilní – tedy dají se opakovaně tvořit a rozkládat bez poškození materiálu.

To je právě ideální pro cyklické nabíjení baterií. A ještě třešnička na dortu – nový polymer obsahuje polyetylenglykol, látku, která pomáhá iontům lithia snadněji pronikat strukturou baterie. Představte si to jako dobře promazané trubky, kterými mohou lithiové ionty rychleji a efektivněji proudit. Výsledkem je vyšší energetická hustota, tedy více energie v menším prostoru. A kdy budou nové baterie realitou? To zatím vědci neuvedli. Nevíme, zda je bude možné vyrábět ve velkém za rozumnou cenu, ani jaká bude jejich životnost v reálných podmínkách. Ale pokud se to podaří, změní to všechno. I městská Dacia Spring by mohla ujet 1 000 km na jedno nabití. A velká auta by bez problémů zvládla dálkové trasy napříč kontinenty.

Odkaz na studie: Use of layering-charged polymers in battery technology could boost EV range 10-fold