Dřevěné jádro baterie

11. října 2013

Běžně užívané baterie celosvětového trhu se neobejdou bez množství chemikálií, které nejsou šetrné k životnímu prostředí. Nový výzkumný projekt univerzity v Marylandu se tuto neblahou skutečnost snaží změnit. Tým pod vedením profesora Hongli Zhu vytvořil dobíjecí nanobaterii z ekologicky šetrných materiálů. Hlavní složku představuje dřevo.

Oprášení starých myšlenek

Idea dřevěné baterie není mezi výzkumnými středisky novinkou. Nový prototyp dle slov vývojářů však zaručuje levnější a snadnější výrobu, jelikož se podařilo nahradit těžko získatelné chemikálie alternativními směsí sodíku a dřevěných vláken. Běžné nabíjecí baterie fungují na bázi lithia. Lithiové ionty přenášející elektrický signál mezi kladnou a zápornou elektrodou. Vzniklý proud je ihned využit k dobití přístroje. Dřevěná baterie bude fungovat na stejné bázi, ale hlavním nositelem energie bude sodík. Kapacita baterie v této rané fázi činí 339 mAh. Teoretičtí fyzikové ale změřili, že je možné dosáhnout kapacity až 847 mAh.

Otázka životnosti

Veškeré dobíjecí baterie mají svoji životnost. Otázkou je, jakou životnost může nabízet právě dřevěné jádro baterie. Při každém nabití i vybití dřevěná nanovlákna nabobtnají a opětovně splasknou. Postupně dojde k rozložení celé struktury nanovlákna, které je tisíckrát tenčí než běžný list papíru. Proto se výzkumný tým dlouho zabýval výběrem správného dřeva. Pomyslnou vítězkou se stala speciální odrůda borovice, jejíž dřevo je dostatečně pružné, aby odolalo neustálým změnám svého tvaru. Právě pružnost dělá z borovicového dřeva vynikající materiál pro uložení kapalných elektrolytů a zároveň umožňuje aktivní podílení na funkčnosti baterie.

Chemická součinnost

Dalším prvkem, který napomáhá zisku elektrické energie, představuje v dřevěné baterii cín. Cínový povrch umožňuje zachovat integritu baterie pro minimálně 400 nabíjecích cyklů. Počet cyklů je tedy srovnatelný s mnoha typy li-ion článků. Přestože vnitřní dřevěná struktura už může mít své nejlepší dny za sebou, cínový povrch je schopen nadále působit jako efektivní médium transportu iontů. Baterie tedy ještě několik cyklů funguje. Vývojáři věří, že právě tato myšlenka je základem pro výrobu dlouhotrvajících nízkonákladových baterií.