Objav výskumníkov z Inštitútu Maxa Plancka pre lekársky výskum v Nemecku by mohol spôsobiť, že batérie budú oveľa energeticky hustejšie, efektívnejšie a bezpečnejšie. Výskumný tím našiel spôsob, ako vyrobiť veľmi jemné kovové rúno, baténové rúno, ktoré môže slúžiť ako zberač prúdu v batériách a zvýšiť ich výkon. Batene GmbH, spin-off inštitútu, licencoval technológiu prostredníctvom centrálnej spoločnosti na transfer technológií spoločnosti Max Planck Society, Max Planck Innovation, a teraz ju uvádza na trh. Start-up na to dostane počiatočné finančné prostriedky vo výške 10-miliónov EUR.
Batérie sú kľúčovou technológiou pre energetickú revolúciu: Dokážu uchovávať elektrickú energiu z obnoviteľných zdrojov na časy, keď fotovoltaika a veterná energia nedodávajú elektrinu. A umožňujú poháňať vozidlá spôsobom šetrným ku klíme. V budúcnosti by sa na to mohli stať ešte vhodnejšími, čo umožňuje technológia, ktorú Batene teraz vyvíja až do zrelosti trhu.
Ako uviedol Martin Möller, konateľ spoločnosti Batene GmbH: „Nový prístup umožňuje výrobu novej generácie nabíjateľných batérií. Kovové netkané textílie uspokojujú dopyt po ľahších batériách s vysokou hustotou energie, rýchlejším nabíjaním, predĺženou dobou chodu batérií a dlhšou životnosťou. Okrem toho sú prírodné zdroje šetrené výrazným znížením spotreby materiálu a mimoriadne energeticky úsporným výrobným procesom. Toto všetko pomáha spoločnosti pri prechode od fosílnych palív k ekonomike bez CO2. Práve táto ochrana klímy a životného prostredia hrala v našich úvahách rovnako dôležitú úlohu ako ekonomické faktory.“
Batérie sa skladajú z veľkého počtu článkov, z ktorých každý je skonštruovaný identicky. Dve elektródy (katóda a anóda), oddelené separátorom, obsahujú takzvaný aktívny materiál. Ten pozostáva napríklad z rôznych zlúčenín lítia a ukladá energiu. Tieto aktívne materiály sa aplikujú na vysoko vodivý kolektor prúdu. Zvyčajne sa používa hliníková fólia na katóde a medená fólia na anóde. Počas procesu skladovania a vybíjania batérie sa lítiové ióny pohybujú z jednej elektródy na druhú a tým zabezpečujú požadovaný tok elektrónov, inými slovami, prúdu. To však funguje dobre len vo vrstvách s hrúbkou menšou ako 0,2 milimetra. Preto musia byť jednotlivé články veľmi tenké a naskladané pomocou veľkého množstva materiálu. Objavy, ktoré priniesol Inštitút Maxa Plancka pre lekársky výskum, ponúkajú prekvapivo jednoduché riešenie tohto problému.
Kovové vlákna umožňujú hrubšie články batérie
Základným prvkom nového vývoja je proces vyvinutý Joachimom Spatzom, riaditeľom Inštitútu Maxa Plancka pre lekársky výskum, pomocou ktorého možno vyrábať veľmi jemné kovové vlákna. Kovové vlákna, ktoré majú veľmi dobrú elektrickú vodivosť, sa spracujú na hustú vodivú kovovú sieť a naplnia sa príslušným aktívnym materiálom anódy alebo katódy. Takéto elektródy umožňujú zväčšiť hrúbku batériových článkov na viac ako dva milimetre, desaťkrát viac ako dnes bežne používané články. Hrubšie články výrazne znižujú množstvo neaktívneho materiálu použitého v batérii. Výsledkom je, že aktívny materiál, ktorý je dôležitý pre ukladanie energie, v súčasnosti tvorí len asi 60 % hmotnosti. Nový dizajn batérie vyvinutý v Inštitúte Maxa Plancka pre lekársky výskum znižuje obsah kovu na jednu desatinu a zvyšuje podiel aktívneho materiálu na celkovej hmotnosti batérie na viac ako 90 %.
Keďže kovové sitá majú podstatne väčšiu plochu v porovnaní s bežnými zberačmi prúdu, batérie s takýmito zberačmi prúdu sa môžu nabíjať a vybíjať oveľa rýchlejšie. Kovová sieťka navyše znižuje elektrický odpor elektród a zvyšuje ich mechanickú stabilitu, vďaka čomu sú batérie bezpečnejšie. Keďže použitie elektród s ultrajemnou kovovou sieťkou nie je obmedzené na už dnes zavedené lítium-iónové batérie, zakladatelia a investori spoločnosti Batene GmbH veria, že existuje aj veľký potenciál pre budúce generácie nabíjateľných batérií, ako sú lítium-kovové pevné alebo sodíkovo-iónové batérie, ktoré sú v súčasnosti vo vývoji.
Ďalší vývoj
Batene GmbH, ktorá bola založená začiatkom roku 2022, teraz exkluzívne licencovala príslušné práva na vývoj a predaj technológií. Demonštrátory, ktoré sa ukázali ako veľmi účinné, už ukázali, že vynález je praktický. Teraz start-up vybuduje väčšiu výrobnú kapacitu pre elektródy vyrobené z kovového rúna a bude ďalej rozvíjať technológiu.
Rada investorov a vizionárov motivovaných ekonomickou, environmentálnou a sociálnou zodpovednosťou podporuje Batene GmbH finančne desiatimi miliónmi EUR, ako aj strategicky. Vďaka navýšeniu kapitálu je teraz spoločnosť ocenená na 42-miliónov EUR. Spoločnosť Ocean Zero LLC, ktorá investuje do inovatívnych mladých spoločností na urýchlenú dekarbonizáciu námornej dopravy, a Christer von der Burg sú teda spoluvedúcimi investormi. Ako uviedol Bernd Ctortecka, manažér patentov a licencií spoločnosti Max Planck Innovation, centrálnej spoločnosti pre transfer technológií Spoločnosti Maxa Plancka: „Nová technológia Batene GmbH má významný komerčný potenciál, pretože dopyt po batériách bude v nasledujúcich rokoch naďalej silne rásť a výrobcovia batérií preto hľadajú nové, efektívnejšie technológie. Okrem toho sa kovové rúno môže použiť aj v mnohých iných technických oblastiach vrátane filtrácie, elektromagnetického tienenia a katalýzy.“
Zdroj: https://sciencebusiness.net; https://www.mpg.de, zverejnené: 22. 11. 2022, autor: rpa
