Sciencemag.cz
Doporučujeme
Baterie lithium-kyslík (lithium-vzduch) teoreticky nabízejí 5-10krát vyšší kapacitu než klasické Li-Ion. Problémem je, že kapacita těchto baterií rychle klesá a mají omezenou životnost, protože při probíhajících chemických reakcích vzniká peroxid lithia. Tato látka se postupně usazuje na elektrodách, až nakonec zcela zastaví potřebné chemické reakce.
Výzkumníci z University of Illinois (Chicago) nyní pomocí nové techniky transmisní elektronové mikroskopie zjistili, že problém je ještě hlubší. Za úbytek kapacity baterie totiž může stejně tak peroxid lithný vznikající v elektrolytu. Parametry baterie by tedy mohly zlepšit nejen nové materiály pro elektrody, ale i úpravy samotného elektrolytu. Účinnost změn lze sledovat nejen podle samotné životnosti baterie, ale mnohem rychleji už mikroskopem. Baterie lithium-kyslík dosud existují jen jako laboratorní prototypy a výzkumníci připouštějí, že je od případného nasazení v praxi dělí poměrně dlouhá cesta: v optimistickém scénáři zhruba desetiletí.
V baterii lithium-kyslík je katoda nejčastěji ze složených oxidů a fosforečnanů různých kovů, anodou bývá samotné lithium (výhoda proti uhlíku v Li-Ion baterii). Elektrolyty mohou být organické (včetně verze používané v li-ion článku), vodné (pak je třeba oddělit od lithiové elektrody), jejich směsi i pevné (nehořlavé a bezpečnější). Základem elektrochemických reakcí je změna oxidačních čísel lithia i kyslíku ve sloučeninách s lithiem od oxidu Li2O přes peroxid Li2O2 až po superoxid (LiO2). Při provozu vzniká produkovaná elektrická energie de facto oxidací lithia vzdušným kyslíkem.
Zdroj: TechXplore.com a další
Kun He et al, Operando liquid cell electron microscopy of discharge and charge kinetics in lithium-oxygen batteries, Nano Energy (2018). DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.04.046
Viz také: Konečně uzavřená baterie lithium-vzduch
