Magnezowa bateria

Największymi wadami ogniw litowych są ich wybuchowość oraz wysoka cena. Chociaż ciągle prowadzone są kolejne badania mające na celu znalezienie tańszych metod ich produkcji oraz wprowadzenie kolejnych usprawnień, o tyle niestabilność tych urządzeń jest o wiele bardziej problematyczna, przede wszystkim w urządzeniach narażonych na uszkodzenia mechaniczne, czyli np. w samochodach. Popularnym sposobem rozwiązania tej kwestii jest poszukiwanie innych technologii pozwalających w równie wydajny, a przy tym bezpieczny sposób magazynować energię.

Wśród prototypów obiecująco prezentuje się koncepcja ogniwa magnezowego: bateria wytworzona przy jego użyciu jest niepalna i niepodatna na eksplozje, a jej wykonanie jest znacznie tańsze
od produkcji ogniwa litowego. Pomimo powyższych zalet o wycofaniu tego nowatorskiego rozwiązania zdecydowały dwie wady: uzyskane przy jej pomocy niskie napięcie i prawie dwukrotnie niższa gęstość energetyczna.

Fotowoltaika od Columbus Energy

Ogniwa magnezowe zainteresowały jednak na tyle naukowców z amerykańskiego University of Houston, że już w 2014 roku rozpoczęli oni drobiazgowe badania nad dogłębnym zrozumieniem sposobu działania tej struktury. Po pewnym czasie przerósł ich ogrom prac, wtedy jednak do projektu dołączyło wielu badaczy z dwóch kolejnych uniwersytetów. Grupa ta niedawno ukończyła pierwsze badania i opublikowała zbudowany przez siebie prototyp nowoczesnego ogniwa magnezowego.

Rozwiązaniem problematycznych kwestii okazało się pominięcie najbardziej energochłonnego procesu, jaki miał miejsce podczas pracy ogniwa. Chodzi o rozbicie cząsteczki chlorku magnezu
na jony, co powodowało znaczne spowolnienie dyfuzji ładunków przez materiał. Zamiast tego zdecydowano się transportować całe cząsteczki i umieszczać je bezpośrednio w disiarczku tytanu.

Bateria wytworzona w ten sposób uzyskała bardzo wysoką gęstość energetyczną: rzędu 400 miliamperogodzin. To oznacza, że jest ona w stanie przechować ładunek 400 mAh/g w każdym gramie swojej masy: stanowi to dwukrotnie większą pojemność, niż posiada popularne dzisiaj ogniwo litowe (o pojemności około 200 mAh/g) i czterokrotnie więcej od pierwszych wersji ogniwa magnezowego. Badacze przypuszczają, że przemysłowa produkcja ich wynalazku pozwoli znacznie ograniczyć koszty przechowywania energii.

Niestety, ich produkt ma jedną wadę – pracuje pod napięciem jedynie jednego wolta. Naukowcy są świadomi tego problemu i już zajęli się jego rozwiązywaniem; jeżeli ich prace zakończą się sukcesem, to będziemy mieli do czynienia z największym przełomem w branży baterii od czasu opracowania ogniwa litowego. Badacze sądzą, że produkt ten znajdzie zastosowanie przede wszystkim w samochodach elektrycznych. A tańsze baterie to tańsze samochody.