Z Berlína do Káhiry bez zastávky u nabíječky? Nebo ještě lépe – z jihokorejského Pohangu až do Lisabonu. Zní to příliš dobře na to, aby to byla pravda. Jenže vědci z Koreje tvrdí, že revoluce v bateriích je za rohem.

I ty nejlepší elektromobily současnosti, které jsou daleko za finančními možnostmi běžných smrtelníků, mají dojezd pod 1 000 kilometrů. Například špičkový Lucid Air Grand Touring, luxusní sedan za téměř 130 tisíc eur, zvládne podle normy WLTP „jen“ 960 km. Masovější modely dosahují v této disciplíně zhruba polovičního dojezdu, a i to jen v ideálních podmínkách. 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 univerzity Sogang.

Křemíková anoda a „revoluční“ polymer

Po dvou letech prolomili mlčení a zveřejnili detailní studii, v níž popisují nový typ baterie s takzvanou křemíkovou anodou a revolučním polymerem jako pojivem. Tato kombinace má podle jejich výpočtů přinést zmíněné desetinásobné zvýšení kapacity lithium-iontových akumulátorů. A to ne na úkor stability, jak tomu bývalo dříve. Ale co to vlastně znamená?

Proč právě křemík

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.

Problém: křemík mění objem

Jenže křemík má i jednu velmi nepříjemnou vlastnost. Během nabíjení a vybíjení mění svůj objem: nejprve nabobtná a pak se zase zmenší. To může vést k výrazné degradaci baterie, nebo dokonce k jejímu fyzickému poškození.

A tady přichází na řadu „kouzelný“ polymer, který jihokorejský tým vyvinul. Jde o speciální chemickou sloučeninu, která dokáže tuhle „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 mohou se opakovaně vytvářet a rozpadat bez poškození materiálu.

Proč je to důležité pro baterie

To je ideální právě pro cyklické nabíjení baterií. A ještě třešnička na dortu: nový polymer obsahuje polyethylenglykol – 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 na menším prostoru.

Kdy to bude realita?

To zatím vědci neuvedli. Nevíme, zda půjde takové baterie vyrábět ve velkém za rozumnou cenu, ani jaká bude jejich životnost v reálných podmínkách. Pokud se to ale podaří, změní to všechno. I městská Dacia Spring by mohla ujet 1 000 km na jedno nabití. A velká auta by bez problémů zvládala dálkové trasy napříč celými kontinenty.