Odborník z VUT pomáhá při vývoji baterií budoucnosti

Budoucnost baterií tkví v kombinaci lithium-síra, alespoň to tvrdí Tomáš Kazda z Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií VUT, který se věnuje vývoji akumulátorů pro různé aplikace, včetně elektromobility. Na svou technologii zlepšující vlastnosti tohoto typu akumulátorů už podal evropský patent. Ve výzkumu se mu totiž podařilo prokázat, že lithium-sirné baterie dosahují vyšší kapacity než dnes běžně užívané lithno-iontové, přičemž díky patentované úpravě elektrod zůstal zachován počet nabíjecích cyklů srovnatelný s dnes dostupnými akumulátory. Nová technologie slibuje vyšší kapacitu akumulátorů, jejich nižší hmotnost i ekologicky šetrné řešení.

„Když vezmu například kapacitu dnešních baterií používaných v elektromobilech Tesla, tak pokud bych použil technologii lithium-sirné baterie a zachoval stávající kapacitu, tak by se podařilo zmenšit hmotnost baterie na zhruba 120 kilogramů, oproti stávajícím přibližně 550 kg. Nebo kdybych ponechal stávající hmotnost baterie, ale opět změnil technologii na lithium-sirnou, mohla by se zvýšit dojezdová vzdálenost elektromobilu při využití 60 % potenciálu této technologie až na 1 250 kilometrů,“ uvedl příklad srovnání mezi novou lithium-sirnou technologií a stávající lithno-iontovou Tomáš Kazda, který na vývoji spolupracuje s norskou společností.

Lithium-sirné baterie disponují zhruba trojnásobnou kapacitou než stávající běžně užívané lithno-iontové akumulátory, i když teoretický potenciál této technologie je až pětinásobný. Díky vyšší energetické hustotě mohou mít akumulátory užívající tuto technologii i nízkou hmotnost a menší objem, a to opět až trojnásobně. „Lithium-síra je určitě kombinace budoucnosti. Nyní běžně používáme první a druhou generaci materiálů na principu lithno-iontového systému. Ještě pravděpodobně přijde jedna generace tohoto systému, která opět navýší svou kapacitu, ale pak už začne narážet na limity dané technologií, takže se počítá s přechodem na lithium-síru,“ doplnil Kazda, který na patentu pracoval zhruba rok, i když vývoji baterií se věnuje už osm let.

Podle dnešních odhadů by nová technologie mohla být dostupná na trhu do deseti let, i když z počátku najde uplatnění především ve vojenství a speciálních aplikacích jako jsou drony nebo high-tech elektromobily. Lithium-sirné akumulátory lze ale využít i pro chytré telefony, elektrokola a v dalších oblastech elektroniky. „S touto baterií už by mohla přejít na elektrický pohon i vybraná vrtulová letecká doprava, protože tento typ technologie by umožnil například regionální lety menších dopravních letadel,“ naznačil Tomáš Kazda z Ústavu elektrotechnologií FEKT VUT.

Lithium-sirné akumulátory navíc nevyužívají kovy jako je kobalt, nikl nebo kadmium, takže jejich výroba by byla méně závislá na těžbě. Síra je totiž často i odpadní produkt celé řady výrobních procesů, takže jde o výrazně ekologické řešení. Ačkoliv z počátku může být cena nového typu akumulátorů vyšší, protože se bude vyrábět v menších sériích, v budoucnu se očekává, že výrobní náklady lithium-sirných baterií budou výrazně nižší než dnešní náklady na výrobu těch lithno-iontových.

Základní výzkum tohoto typu akumulátorů byl na FEKT VUT zakončen podaným evropským patentem a výrobou prototypu mincové baterie. Pro další vývoj nyní odborník z brněnské techniky hledá investora, který by pomohl přenést technologii do další fáze vývoje a testování, a poté i do výroby.