Naukowcy chcą poprawić wydajność baterii

Kto nie chce, żeby jego bateria w telefonie czy laptopie działała długo i niezawodnie? Spełnienie tych oczekiwań nie jest jednak wcale takie proste. Do tego trzeba materiałów o szczególnych właściwościach. Szukają ich naukowcy z Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej i National Institute of Chemistry ze Słowenii.

Współcześnie stosuje się przede wszystkim akumulatory litowo-jonowe. Są lekkie, więc świetnie sprawdzają się w sprzęcie elektronicznym. Coraz częściej wykorzystuje się je także w motoryzacji (w pojazdach elektrycznych), jako magazyny energii czy nawet w lotnictwie. Zapotrzebowanie więc stale rośnie. Nie wszędzie jest jednak dobry dostęp do surowców wykorzystywanych w takich ogniwach. Dlatego trzeba szukać alternatyw.

Wapń i magnez zamiast litu

Badacze z Polski i Słowenii postanowili rozwijać potencjał baterii metalowo-organicznych.

– Chcemy poprawić właściwości ogniw nowej generacji, które są oparte na jonach wapnia i magnezu oraz organicznej katodzie – wyjaśnia prof. Władysław Wieczorek z Wydziału Chemicznego, kierownik projektu.

Naukowcy muszą się przy tym zmierzyć z problemem – słabą dysocjacją soli takich metali. Oznacza to tyle, że sole te za słabo rozpuszczają się w rozpuszczalniku organicznym, żeby uzyskać wystarczające przewodnictwo elektryczne, a co za tym idzie – żeby powstały odpowiednio wydajne ogniwa.

Badacze znaleźli jednak na to rozwiązanie.

Trzeba coś dodać

– Zamierzamy zastosować dodatki do elektrolitów – tłumaczy prof. Władysław Wieczorek. – W pierwszym etapie będą to komercyjne dodatki. Chcemy w ten sposób zbadać wpływ różnych grup funkcyjnych na pracę ogniwa.

Uzyskane z badań dane oraz wyniki obliczeń teoretycznych posłużą następnie do syntezy już specjalnie zaprojektowanych dodatków. Naukowcy planują też opracować nowe organiczne materiały katodowe – o wysokiej energii i pojemności.

– Zakładamy, że to pozwoli nam osiągnąć wydajność osadzania/roztwarzania metalu powyżej 99%, oraz w znaczący sposób poprawi możliwą do uzyskania liczbę cykli rozładowania/ładowania – dodaje dr inż. Maciej Marczewski, lider zadań przewidzianych do realizacji po stronie polskiej

W projekcie swoje umiejętności i doświadczenia łączą zespół prof. Władysława Wieczorka z Wydziału Chemicznego PW (odpowiedzialny za rozwoju elektrolitów i ich dodatków) oraz grupa prof. Roberta Dominko ze słoweńskiego National Institute of Chemistry (zajmuje się rozwojem ogniw opartych na wielowartościowych metalach).

Projekt „Dodatki do baterii o wysokiej energii opartych na jonach dwuwartościowych metali i organicznej katodzie” otrzymał finansowanie w konkursie OPUS 22 + LAP/WEAVE, realizowanym przez Narodowego Centrum Nauki i Slovenian Research Agency.

Zespół tworzą: prof. dr hab. inż. Władysław Wieczorek (kierownik projektu po stronie polskiej) i dr inż. Maciej Marczewski (lider zadań przewidzianych do realizacji po stronie polskiej) oraz prof. Robert Dominko (kierownik projektu po stronie słoweńskiej) i dr Jan Bitenc (lider zadań przewidzianych do realizacji po stronie słoweńskiej).