Čeští vědci vynalezli elektrolyt, který řeší současné problémy baterií
05. 05. 2025
O krok blíže jednodušší výrobě baterií, které navíc mají větší stabilitu a delší životnost, se posunuli vědci z Fyzikálního ústavu AV ČR. V odborném periodiku Journal of Materials Chemistry A představili novou polopevnou látku pro baterie, která by mohla změnit budoucnost ukládání energie. Suspenzní elektrolyt s částečkami soli zlepšuje výkon a životnost dvouiontových baterií.
Baterii, zjednodušeně řečeno, tvoří galvanický článek, zdroj elektrického napětí, a elektrolyt, tedy kapalný nebo tuhý roztok, který vede elektrický proud. Na rozdíl od tradičních elektrolytů, které se v roztoku zcela rozpouštějí, obsahuje inovativní elektrolyt týmu českých fyziků suspendované částice soli. Ty se nikdy zcela nerozpustí, zůstávají v blízkosti povrchu elektrody a přirozeně vytvářejí vysoce koncentrovanou vrstvu aniontů, která udržuje chemickou rovnováhu baterie během nabíjení a vybíjení. Tím se snižují nežádoucí vedlejší účinky a baterie vydrží déle a lépe funguje.
„Nová technologie elektrolytu je mimořádně zajímavá pro bateriový průmysl. Lze ji začlenit do dvouiontových bateriových systémů, které využívají levnější a dostupné materiály. Náš objev posouvá dvouiontové baterie blíže k praktickým aplikacím v reálném světě,“ říká Jiří Červenka, vedoucí skupiny Materiály a systémy v nanoměřítku ve Fyzikálním ústavu AV ČR.
Dvouiontové baterie na rozdíl od běžných jednoiontových lithium iontových baterií využívají pro ukládání energie dva různé ionty z elektrolytu. To principiálně umožňuje dosažení vyššího napětí a energetické hustoty.
Své řešení jednoho z klíčových omezení dvouiontových baterií – rychlého vyčerpání aktivních iontů na rozhraní elektrod – vědci nazvali elektrolyt se suspendovanými částicemi soli (SPSE). Udržováním dostupnosti iontů přesně tam, kde jsou potřeba, minimalizuje SPSE koncentrační polarizaci a zvyšuje účinnost.
Stabilní na vzduchu, škálovatelný a kompatibilní s běžnými materiály
Elektrolyt je díky své stabilitě na vzduchu, tekutosti a snadné manipulaci i po delším skladování vhodný pro výrobu a rozsáhlé aplikace. Přestože je pro jeho optimální funkčnost nutné stopové množství vody, neohrožuje stabilitu.
Při laboratorních testech prokázal nový elektrolyt stabilní výkon a kompatibilitu s běžně používanými materiály baterií, jako je zinek a grafit. Tyto vlastnosti ukazují na potenciál pro levné, škálovatelné bateriové systémy použitelné pro elektromobily, skladování energie z obnovitelných zdrojů a osobní elektroniku.
Publikace:
https://doi.org/10.1039/D5TA00256G
Kontakt:
Ing. Jiří Červenka, Ph.D.
Fyzikální ústav AV ČR
cervenka@fzu.cz
+420 776 033 499
Přečtěte si také
- Experiment METRO navržený českými vědci zamíří na ISS
- Temnou minulost republiky zkoumá nový výzkumný projekt Zdivočelá země
- Co (ne)víme o žácích s kvantitativním nadáním? Česko v mezinárodním srovnání
- Devátý ročník Veletrhu vědy je za dveřmi, láká třeba na vesmírné městečko
- Jarmila Kubíková převzala Cenu Antonína Friče za přínos časopisu Živa
- Srovnání platů a mezd: Na potřeby kvalifikovaných zaměstnanců stát připravený není
- Nejen počasí, ale i věda: Nové metody ochrany lesa drží kůrovce na uzdě
- Sto let působení Archeologického ústavu AV ČR v Praze na Pražském hradě
- Představujeme novou verzi mobilní aplikace Klíšťapka
- Fotokatalýza pomůže vyčistit odpadní vody od antibiotik
Historické vědy
Vědecká pracoviště
- Archeologický ústav AV ČR, Brno
Archeologický ústav AV ČR, Praha
Historický ústav AV ČR
Masarykův ústav a Archiv AV ČR
Ústav dějin umění AV ČR
Ústav pro soudobé dějiny AV ČR
Úkolem ústavů této sekce je výzkum českých dějin v mezinárodním kontextu. Dva archeologické ústavy (v Praze a v Brně) se věnují pravěkým a středověkým dějinám Čech, resp. regionu středního Podunají od paleolitu po období Velké Moravy. Kromě tradičních metod a záchranného terénního výzkumu se rozvíjí i prostorová archeologie. Historický výzkum, který je rovněž zastoupen dvěma ústavy, se zabývá vybranými kapitolami českých dějin od raného středověku. Souhrnným rozsáhlým projektem je zde příprava Biografického slovníku českých zemí. Pro novější období a zejména pro zmapování klíčových událostí v letech 1938-45, 1948 či 1968 je důležité kritické publikování dříve nepřístupných pramenů. Do této sekce se soustřeďuje i studium dějin vědy, vědeckých institucí i významných osobností vědy. Uměnovědné bádání se soustřeďuje na dokončení mnohasvazkových Dějin českého výtvarného umění a na Topografii uměleckohistorických památek. Posláním Masarykova ústavu a Archivu AV ČR je vedle výzkumu a ochrany pramenné základny k dějinám vědy a kultury v českých zemích obecně i specifický výzkum spisů prvního prezidenta naší republiky a jejich kritické vydávání. Sekce zahrnuje 6 ústavů s přibližně 410 zaměstnanci, z nichž je asi 240 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.