Nowy tydzień i nowa bateria. Australijska firma Graphene Manufacturing Group twierdzi, że stworzyła ogniwa bazujące na grafenie i glinie (pierwiastku). Ponoć „ładują się one 60 razy szybciej niż najlepsze ogniwa litowo-jonowe” oraz „są w stanie przechować trzy razy więcej energii niż inne ogniwa Al-ion”.
Ogniwa Al-ion GMG. Brzmi to wszystko aż za dobrze
Ogniwa glinowo-jonowe GMG mają na razie mieć postać ogniw guzikowych, które znamy choćby z kluczyków czy niewielkich zabawek. Ale sześćdziesięciokrotnie szybsze ładowanie brzmi wprost niebywale. Ma ono według obliczeń trwać od 1 do 5 minut. Gęstość energii wynosząca „trzy razy więcej niż w innych ogniwach Al-ion” to 0,15-0,16 kWh/kg.
Firma chwali się jeszcze jednym parametrem: możliwością uzyskania do 7 kW mocy z 1 kilograma ogniw. Czyli ogniwa w przykładowym samochodzie elektrycznym, które ważą 250 kilogramów, potrafiłyby wygenerować w szczycie nawet 1,75 MW (!, 2 379 KM) mocy. Brzmi kosmicznie, przynajmniej na papierze. Minusem jest napięcie pracy ogniwa, obecnie wynosi ono 1,7 V.
Wykorzystujące grafen prototypowe ogniwo Al-ion opracowane przez GMG
Interesująco wreszcie brzmi wzmianka o zastosowaniu grafenu, bo takie rozwiązania też się już pojawiały: grafenowa katoda umożliwiała dojście do poziomu 0,2-0,3 kWh/kg i pozwalała na dziesiątki, a nawet setki tysięcy cykli pracy (!). Szczególnie intrygujące jest doniesienie z Chin, również za sprawą bliskości do Australii i powiązań naukowych obu krajów. Otóż na Zheijang University opracowano elastyczne, niepalne ogniwo Al-ion, które dawało się naładować w 1,1 sekundy i utrzymywało 91,7 procent pierwotnej pojemności po 250 tysiącach cykli (źródło).
Glin jest tani, grafen jest drogi
Prace nad ogniwami Al-ion toczą się od lat, ponieważ glin jest wybitnie obiecującym metalem jako budulec anody będącej dawczynią jonów. Ale wymaga drogich elektrolitów i katod, jeśli chcemy uniemożliwić mu wiązanie się z innymi pierwiastkami w ogniwie, ponieważ takie wiązania powodują gwałtowną degradację układu. Tymczasem Graphene Manufacturing Group twierdzi, że wprowadzi na rynek ogniwa guzikowe Al-ion pod koniec tego roku lub na początku roku 2022. Ogniwa saszetkowe nadające się do zastosowania w motoryzacji mają być gotowe na początku roku 2024.
Baterie samochodów zbudowane w oparciu o ogniwa glinowo-jonowe będą lżejsze nie tylko za sprawą wyższej gęstości energii. Otóż GMG zapowiada, że ogniwa Al-ion nie mają problemów z wysokimi lub niskimi temperaturami, istnieje zatem szansa, że nie będą wymagały ani chłodzenia, ani dogrzewania. W dodatku w przyszłości będą tego samego kształtu i dadzą te same napięcia, co obecne ogniwa Li-ion, bez problemu więc da się je dopasować do istniejących pakietów akumulatorów (źródło)