Naukowcy z Toyota Research Institute North America (TRINA) oraz Uniwersytetu Monash w Australii opracowali nowe elektrolity, które można zastosować w bateriach różnych typów. Zwiększą one pojemność i bezpieczeństwo nowoczesnych baterii, co przełoży się na większą funkcjonalność samochodów elektrycznych i urządzeń mobilnych.
Urządzenia takie jak smartfony, laptopy czy samochody elektryczne polegają zazwyczaj na bateriach litowo-jonowych. Ich budowa opiera się na anodzie grafitowej i katodzie zawierającej kobalt. Stosowane w nich elektrolity to substancje organiczne, które są lotne i łatwopalne. Opracowane przez TRINA i Uniwersytet Monash elektrolity oparte są na płynnych solach, które eliminują łatwopalność i zwiększają stabilność.
Nowe rozwiązanie Toyoty to nielotne, stabilne elektrochemicznie elektrolity, które można zastosować m.in. w akumulatorach litowo-jonowych, magnezowo-jonowych czy niklowo-wodorkowych. Dzięki nim samochody hybrydowe mogą zyskać na wydajności, auta elektryczne zwiększyć zasięg na jednym ładowaniu, a telefony czy laptopy działać dłużej bez podłączania do ładowarki. Odkrycie zostało opisane w międzynarodowym czasopiśmie naukowym “Energy and Environmental Science”.
„Nowe materiały są oparte na
jonach w kształcie dwudziestościanu foremnego, a konkretnie anionach kwasu
karboranowego, zbudowanych głównie z boru i chloru. Ostatnie badania wykazały,
że te materiały są bardzo stabilne i można je stosować nie tylko w bateriach
litowo-jonowych” – powiedziała Rana Mohtadi, liderka projektu i jedna z
głównych naukowców w Toyota Research Institute North America.
„Udowodniliśmy, że nowe elektrolity zwiększają wydajność baterii magnezowych i
litowych” – powiedział autor artykułu, profesor Doug MacFarlane z Monash School
of Chemistry. – „Te superstabilne elektrolity pozwalają zwiększyć pojemność
energetyczną baterii”.
Obecnie Toyota stosuje w większości swoich hybryd niklowo-wodorkowe akumulatory
trakcyjne. Są one co prawda mniej pojemne niż baterie litowo-jonowe, ale ich
odporność i trwałość została udowodniona w ciągu ponad 20 lat masowej produkcji
hybryd Toyoty. W ciągu najbliższej dekady Japoński koncern zamierza wprowadzić
na rynek baterie litowo-jonowe ze stałym elektrolitem. To rewolucyjne
rozwiązanie pozwoli znacznie skrócić czas ładowania i zwiększy pojemność
baterii, radykalnie zwiększając funkcjonalność samochodów elektrycznych.