Карбонске батерије замењују литијумске

Од 2014. године, америчко-јапанска компанија Повер Јапан Плус, која се бави истраживањем и развојем материјала за батерије високих перформанси, покренула је производњу нове врсте батерија. Научници са Универзитета Киусху учествовали су активно у развоју. Ове батерије у основи имају органски електролит који, међутим, ради са катодом и анодом направљеном од композита заснованог на угљенику, а угљеник за батерије је направљен од памука, зрна кафе или бамбуса.

Нове батерије се зову Риден (Риден дуал-царбон баттери). За разлику од популарних данас литијум-јонске батерије, дво-угљеничне батерије Риден су најефикаснији и потпуно еколошки прихватљив. Овде се не користе ретки и тешки метали, тако да батерије нису скупе и у потпуности се могу рециклирати. Ово је тренутно најбољи начин за складиштење електричне енергије.

Ако погледате литијум-јонске батерије, првобитно креиране 1991. године од стране компаније Сони Енергитецх, оне, наравно, имају значајне предности:

• брзо пуњење и полако пражњење;

• имају ниско самопражњење у региону од 10%;

• у стању да напаја широк спектар уређаја, од мобилних телефона до софистициране свемирске летелице.

Међутим, литијум, упркос својој малој тежини и доброј специфичној густини енергије, такође има недостатке: угљенични отисак, токсичност, велике цене и оскудне компоненте. Ови недостаци литијума навели су истраживаче из Јапана да траже мање токсичне алтернативе, са мање ризика за животну средину, са могућношћу једноставног одлагања.

Специфични капацитет двокарбонских батерија је упоредив са литијум-јонским батеријама, али по питању сигурности, нове батерије су знатно супериорније од литијумских. Уз то, нове батерије задржавају радни век много дуже и брже се пуне, што им данас представља одличну алтернативу.

У лето 2014. године, Таисан тим је тестирао нове батерије на електричном тркачком аутомобилу, а резултати су надмашили сва очекивања. Лагана батерија Риден није се прегревала током трке, а возачу углавном није требало да се зауставља или успорава када батерија достигне опасну температуру. Односно, батерија заснована на "двоструком" угљеничном систему хлађења у принципу није потребна.

Произвођач, наравно, не открива све суптилности у вези са батеријским уређајем, међутим, тврди јединствени хемијски поступак који се одвија између аноде и катоде направљеног од самог обичног угљеника. Истовремено, батерија је хемијски потпуно стабилна и није опасна, попут литијум-јона, ни за животну средину, ни за људе.

Тестови су у међувремену показали брзину пуњења 20 пута већу од брзине пуњења литијум-јонских батерија сличног капацитета! Називни напон једне ћелије је 4 волти. Радни век је 50% већи од најбољих литијумских аналога - 3000 у односу на претходна максимална достижна 2000 циклуса пуњења и пражњења.

Производња двокарбонских батерија није повезана са променом постојећих линија за литијум-јонске батерије, а због недостатка ретких метала на листи компоненти, искључена је зависност од тржишних цена сировина. Трошкови одлагања такође су престали да представљају проблем, а сама производња је готово у потпуности без отпада.

Такав колосални технолошки скок био је резултат компромиса до којег су дошли произвођачи и програмери, постигли су жељену равнотежу “, рекао је Канаме Такеиа, технички директор Повер Јапан Плус-а у саопћењу за јавност.

Потпуна производња батерија Риден 18650 започела је у префектури Окинава. А сада су на располагању сигурне и ефикасне батерије за различите примене, у распону од медицинске опреме до електричних возила, за која Повер Јапан Плус може да испоручи компоненте за стварање акумулатора великог капацитета, тако да произвођачи електричних возила могу добити потребан капацитет за самосталну монтажу.

Од 2014. хемичари са Универзитета у Орегону траже еколошку замену за литијум. У потрази за ефикасним био-материјалом, открили су хемијску компоненту која би могла револуционирати индустрију електричних батерија. Колевка до колевке - ово је назив концепта који претпоставља 100% поновну употребу материјала добијених у процесу људског живота: производ се рекреира или се из изворног материјала добија нови.

Иновација лежи у одлагању опасног отпада његовом поновном употребом у производњи батерија. Тим истраживача открио је могућност стварања јефтиних поузданих батерија из полицикличких ароматичних угљоводоника.

Полицикличка ароматична угљоводоничка (ПАХ) једињења су загађивач и могу се наћи свуда. Рециклирањем ових једињења омогућићете вам стварање одрживих батерија уз истовремено чишћење животне средине. Као производи сагоревања угљоводоника, ПАХ се дистрибуирају кроз воду, тло, ваздух и укључују се у листу штетних материја за животну средину.

Батерија, која је развијена на Универзитету у Оригону, садржи угљеничну аноду и катоду на основу ПАХ-ова. Од посебног интереса је супстанца коронин. Коронин у чврстом кристалном облику је сигуран. Према резултатима испитивања, показало се да је капацитет јона прилично висок, структура је хемијски стабилна, па ће се у будућности моћи набавити батерије које су сасвим погодне за уштеду енергије сунца и ветра с циљем његове даље употребе.

Постоји велика предност коронина над истим угљеником: угљеник је неспојив са неводеним електролитом, док за коронин то уопште није проблем! Односно, испоставило се да батерије неће одржавати, а истовремено поуздане и стабилне. Успут, студије у вези са формирањем звезда показале су да су ПАХ присутни у магли „Кип слободе“, односно да је Сунце вероватно изашло из окружења које садржи ПАХ - „енергија која долази од звезда биће коришћена у батеријама и враћаће нам се поново и поново ”Рекао је Ханен Кхаттаб, доктор са Универзитета у Квебеку у Монтреалу.

Очигледно је да је будућност још увек са угљеним батеријама. Биће јефтине за производњу, нетоксичне су, за околиш нешкодљиве и за људе. Угљен је широко доступан. Уобичајени угаљ садржи 80% угљеника. Сваки живи или мртви организам карактерише садржај угљених једињења.

Живот је немогућ без угљеника. Биљке добијају угљен једињења из ваздуха, а користе угљеник за формирање коријенског система. Животиње добијају угљеник с храном. Обоје га емитују у саставу угљендиоксида. Овако или онако, угљеника нема у недостатку, и то нам даје неку наду.