Litijum-jonske baterije su u širokoj upotrebi, od napajanja pametnih telefona i laptop računara do slušalica i gejming konzola, i još mnogo čega. Ali, iako su kapaciteti ovog tipa baterije radikalno promenili način na koji koristimo i punimo prenosive uređaje, litijum-jonska hemija je daleko od savršene.
Performanse litijum-jonskih baterija vremenom opadaju, a falinke u baterijskim ćelijama mogu dovesti do pregrevanja i paljenja, pri čemu kompanije ponekad moraju hitno da povuku proizvode zbog rizika od iznenadne eksplozije. I kao što svako ko poseduje smartfon, tablet ili laptop može da posvedoči, punjenje litijum-jonskih baterija može biti spor i dugotrajan proces. Na tom polju, naučnici imaju dobre vesti.
Ruski istraživači su razvili novu vrstu baterije koja se navodno puni deset puta brže od litijum-jonskih baterija, što bi moglo doneti ogromne uštede. „Baterija proizvedena od našeg polimera puni se za nekoliko sekundi – oko 10 puta brže od standardne litijum-jonske baterije,“ kaže elektrohemičar Oleg Levin sa Univerziteta u Sankt Peterburgu. „Ovo je već dokazano kroz seriju eksperimenata,“ dodaje naučnik.
Srž novih baterija je redoks polimer na bazi nitroksila, materijala koji ima sposobnost povratne oksidacije (gubitka elektrona) i redukcije (dobitka elektrona) kada se prazni i puni. U ovom slučaju, korišćeni redoks polimer je sintetizovani oblik NiSalena (nikl-salen), metalopolimera u kojem nizovi atoma nikla i salena deluju kao molekularne žice za jačanje provodljivosti, što je ograničeno u klasičnim tipovima baterija.
Tokom testiranja, istraživači su koristili različite vrsta polimera, ali je NiSalen bio jedini model koji se pokazao stabilnim i efikasnim zahvaljujući provodljivim strukturama nikla i salena. Ova tehnologija dobro funkcioniše i na niskim temperaturama, što se ne može reći za litijum-jonske baterije.
Ipak, NiSalen nije savršen u svim aspektima. „U ovoj fazi istraživanja kapacitet je 30 do 40 odsto niži nego u litijum-jonskim baterijama,“ kaže Levin. „Trenutno radimo na poboljšanju ovog indikatora, zadržavajući pritom brzinu punjenja i pražnjenja.”
Teoretski, nitroksilni polimeri bi trebalo da pruže dobar kapacitivni potencijal, pa je samo pitanje vremena kada će baterija biti podešena tako da pored atraktivne provodljivosti ponudi i dobar kapacitet. Pored brzine punjenja, postoje i druge prednosti koje bi ova vrsta baterije mogla da pruži.
„Bezbedna je za upotrebu. Ne postoji rizik od sagorevanja, za razliku od baterija na bazi kobalta (uključujući litijum-jonske) koje su danas široko rasprostranjene,“ kaže Levin. „Takođe sadrži znatno manje metala koji mogu ugroziti životnu sredinu. Nikl je prisutan u našem polimeru, ali mnogo manje nego u litijum-jonskim baterijama.“
(ScienceAlert-ZTP, foto: Anatolij A. Vereščagin)
