Naukowcy odpowiadają na potrzebę nowego typu akumulatora
Przenośne urządzenia elektroniczne - telefony, palmtopy czy laptopy są już elementem naszej codzienności. Zabieramy je ze sobą wszędzie, a dzięki nim życie stało się nieco łatwiejsze. Ostatnio jednak, w związku z wycofaniem partii laptopów z wadliwymi, potencjalnie grożącymi zapłonem akumulatorami, pojawiły się wątpliwości co do bezpieczeństwa tych urządzeń. W odpowiedzi na nie europejscy naukowcy opracowali nowy typ akumulatora, który ma być bezpieczniejszy i niepalny. Przenośne są dziś prawie wszystkie urządzenia - od telefonów po komputery, co zawdzięczamy postępowi w dziedzinie technologii akumulatorów. W urządzeniach elektronicznych najczęściej stosowane są akumulatory litowo-jonowe. Z każdym rokiem ich rozmiary są coraz mniejsze, a mimo to coraz większa jest ich zdolność zasilania. Postęp ten nie obywa się jednak bez pewnych wad wynikających z użytej technologii. Niedawno kilku producentów sprzętu komputerowego musiało w związku ze skargami użytkowników wycofać partię stosowanych w laptopach akumulatorów litowo-jonowych, które przegrzewały się i powodowały uszkodzenie komputera. Odnotowano także kilka przypadków zapalenia się akumulatora. W reakcji na te problemy zespół europejskich naukowców z Würzburga w Niemczech opracował nowoczesną technologię akumulatorów gwarantującą bezpieczeństwo użytkowania. W nowym akumulatorze litowo-jonowym, zamiast konwencjonalnego ciekłego elektrolitu zastosowano elektrolit polimerowy. Różnica między nimi powoduje, że w przeciwieństwie do baterii starego typu, nowy akumulator jest niepalny. Przyczyną ogromnej popularności baterii litowo-jonowych jest ich duża gęstość energetyczna i poziom napięcia do 4 V. Mają one natomiast jedną wadę: stosowane w ich konstrukcji elektrolity organiczne są łatwopalne. Naukowcy z niemieckiego Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) w Würzburgu postanowili zbadać możliwości optymalizacji takich akumulatorów pod względem bezpieczeństwa. "Udało nam się zastąpić łatwopalny elektrolit organiczny niepalnym polimerem, który zachowuje swój kształt" - mówi dr Kai-Christian Möller, badacz kierujący zespołem ISC. "Rozwiązanie takie znacznie zwiększa bezpieczeństwo akumulatorów litowo-jonowych. Co więcej, dzięki stałemu stanowi skupienia elektrolit nie jest w stanie wyciec z akumulatora". Największym problemem, z jakim naukowcy zetknęli się w pracach nad nowym typem akumulatora było zapewnienie sprawnego przewodzenia przez polimer odpowiedzialnych za zasilanie jonów litu. "Wraz ze wzrostem stałości polimeru spada jego przewodność. Mogliśmy jednak dostosować różne parametry, np. zastosować elementy sprzęgające o dwóch, trzech lub czterech gałęziach. W efekcie [zastosowane specjalne polimery] dają nam więcej możliwości niż jeden typ tworzywa" - mówi dr Möller. Wersja prototypowa akumulatora już istnieje, natomiast - zdaniem naukowców - zanim produkt będzie dostępny dla przeciętnego konsumenta może jeszcze minąć trzy do pięciu lat. Potrzebne są udoskonalenia zwiększające przewodność polimeru, dzięki którym akumulator będzie w stanie dostarczyć maksymalną ilość energii w maksymalnie krótkim czasie. Badane są także możliwości zastosowania nowej technologii w bateriach słonecznych. Energia słoneczna uzależniona jest od światła słonecznego, natomiast okres maksymalnej dostępności energii słonecznej może nie pokrywać się z okresem szczytowego zapotrzebowania. Oznacza to, że potrzebne jest miejsce, w którym energia magazynowana byłaby aż do czasu jej poboru. Dzięki wysokiej gęstości energetycznej nowe akumulatory stanowią alternatywę dla rozwiązań w postaci akumulatorów ołowiowych oraz siłowni szczytowo-pompowych.
Kraje
Niemcy