Dokładnie 1 stycznia 2019 roku ruszy europejski projekt LISA, którego głównym celem będzie opracowanie ogniw Li-S (litowo-siarkowych). Dzięki właściwościom siarki – która jest lżejsza niż stosowane dziś metale – ogniwa litowo-siarkowe mogą osiągnąć gęstość energii wynoszącą 0,6 kWh/kg. Najlepsze współczesne ogniwa Li-ion znajdują się dziś na poziomie około 0,25 kWh/kg.

Ogniwa litowo-siarkowe: przyszłość samochodów, ale też samolotów czy rowerów

Naukowcy pracujący nad ogniwami elektrycznymi od wielu lat intensywnie testują ogniwa litowo-siarkowe. Ich możliwości są fantastyczne, ponieważ obiecują teoretyczną gęstość energii na poziomie 2,6 kWh/kg (!). Jednocześnie siarka jest pierwiastkiem tanim i dostępnym, ponieważ stanowi odpad w elektrowniach węglowych.

Niestety, siarka ma też pewną wadę: choć gwarantuje niską masę ogniw – dlatego ogniwa Li-S wykorzystano w samolotach elektrycznych bijących rekordy lotów bez lądowania – to jej własności fizykochemiczne sprawiają, że dość szybko rozpuszcza się w elektrolicie. Innymi słowy: ogniwo Li-S jest w stanie zgromadzić duży ładunek na jednostkę masy, ale podczas pracy ulega nieodwracalnej degradacji.

> Bateria Riviana wykorzystuje ogniwa 21700 – takie jak Tesla Model 3, ale prawdopodobnie LG Chem

Projekt LISA: gęste, tanie baterie z ogniwami Li-S ze stałym elektrolitem

Projekt LISA (ang. Lithium Sulfur for Safe Road Electrification, czyli [Ogniwa] Litowo-Siarkowe dla Bezpiecznej Elektryfikacji Dróg) ma trwać nieco ponad 3,5 roku. Dofinansowano go kwotą 7,9 miliona euro, czyli równowartością około 34 milionów złotych. Uczestniczą w nim firmy Oxis Energy, Renault, Varta Micro Battery, Instytut Fraunhofera czy Politechnika Drezdeńska.

Celem projektu LISA jest stworzenie ogniw Li-S z niepalnymi, stałymi elektrolitami hybrydowymi. Rozwiązany ma zostać problem ochrony elektrod, który powoduje szybką degradację ogniw. Naukowcy twierdzą, że z teoretycznej gęstości energii wynoszącej 2,6 kWh/kg realnie można osiągnąć 0,6 kWh/kg.

> Asfalt (!) pozwoli zwiększyć pojemność i przyspieszyć ładowanie baterii Li-ion

Gdyby faktycznie zbliżono się do tej liczby, ważące po kilkaset kilogramów baterie samochodów elektrycznych zeszłyby do poziomu od kilkudziesięciu (!) do około 200 kilogramów. To mógłby być gwóźdź do trumny samochodów z ogniwami wodorowymi (FCEV), ponieważ same zbiorniki na wodór Toyoty Mirai ważą niemal 90 kilogramów.

Projekt będzie rozwijany pod pieczą Oxis Energy (źródło). Firma twierdzi, że już dziś udało jej się stworzyć ogniwa o gęstości energii wynoszącej 0,425 kWh/kg, które można zastosować w samolotach. Nie jest natomiast znany czas ich życia i wytrzymałość na cykle ładowania-rozładowywania.

> Baterie Li-S – rewolucja w samolotach, motocyklach i samochodach