poleca:
W przeciwieństwie
do konwencjonalnych akumulatorów Li–ion, baterie metal–powietrze
wykorzystują tlen z otaczającego powietrza, nie zaś ten z substancji
chemicznych magazynowany w samej baterii. Pozwala to zmniejszyć ciężar i
masę, a także zwiększyć gęstość energii lub ilość energii dostarczanej w
porównaniu z rozmiarem baterii. Pomimo ich zalet, wytwarzanie
doładowywanych akumulatorów metal–powietrze jest trudne i obecnie są one
dostępne jedynie jako jednostki jednorazowego użytku.
W finansowanym przez UE projekcie "New concept of metal-air battery
for automotive application based on advanced nanomaterials" (NECOBAUT)
prowadzone są prace nad akumulatorem żelazo–powietrze na bazie tanich
elektrod węglowych o strukturze nano i elektrolitu wodorotlenku potasu.
Sektorem docelowym są pojazdy całkowicie elektryczne.
W badaniach anody zespół przyjrzał się różnym materiałom
węglikowo–żelazowym o strukturze nano na podporze z węgla
wysokopowierzchniowego spreparowanego przez jednego z partnerów
projektu. Dla zminimalizowania ewolucji wodoru i zwiększenia wydajności
ładowania zastosowano odpowiednie dodatki.
Przetestowano także kilka katalizatorów pod katem badań anody
(powietrze), w tym innowacyjne materiały perowskitowe stworzone w ramach
projektu. Zostały one ocenione zarówno z użyciem komercyjnie dostępnych
podpór węglowych, jak i tym opracowanych w projekcie. Najbardziej
obiecującym katalizatorem okazał się materiał perowskitowy na podporze
węglowej opracowanej w ramach projektu.
Elektrody żelazo i powietrze wyprodukowano i wbudowano w nowatorskie
ogniwo akumulatora metal–powietrze, w którym krąży elektrolit mający za
zadanie rozpraszać ciepło i usuwać gazy. Separator zapobiega zwarciom
wewnętrznym i poprawia bezpieczeństwo.
Wstępne testy ukazują jego potencjalne możliwości w realizacji celów
w zakresie gęstości energii, dlatego zespół prowadzi teraz badania nad
ładowaniem ogniwa przy wyższych gęstościach prądu. Model ogniwa pomaga w
optymalizacji projektów konstrukcji.
Optymalizacja wszystkich materiałów i komponentów w różnych
warunkach operacyjnych w kolejnym okresie realizacji projektu usprawni
projektowanie prototypu końcowego. Badacze planują, ze prototyp ten
będzie charakteryzował się m. in. wyższą pojemnością energetyczną
elektrody i lepszą odpornością na korozję. Opłacalna i trwała
alternatywa dla akumulatorów Li–ion, która pozwoli zwiększyć zasięg
samochodów całkowicie elektrycznych przed koniecznością doładowania,
przyniesie ogromne korzyści gospodarcze. Szerokie upowszechnienie na
rynku tego typu pojazdów przyniesie znaczne korzyści producentom,
konsumentom i środowisku naturalnemu.
