Ako promatramo samo posljednih nekoliko godina vidjeti ćemo da su baterije, njihova kvaliteta izrade i ono najvažnije- kvaliteta trajanja, jako napredovale. Danas baterije na bazi litija dominiraju tržištem i trenutno najveći broj pametnih uređaja koristi upravo baterije na bazi litija.
No, s obzirom da se tehnologija mijenja i sve više napreduje, znanstvenici su ukorak s ovom činjenicom, krenuli u istraživanje alternativa baterijama na bazi litija. Jesu li u tome uspjeli i koliko te hoćemo li u bliskoj budućnosti u našim novim pametnim uređajima imati neke drugačije baterije, pročitajte u nastavku.
Zašto nove baterije?
Unatoč tomu što sve postaje bežično, integrirani mobilni i prenosivi uređaji još uvijek trebaju električnu struju. Velika većina baterija u gotovo svim mobitelima u sebi ima litij. Litij-ionske baterije se danas najnormalnije koriste u pametnim telefonima, tabletima, pa čak i slušalicama, satovima i ostalim vrstama uređaja.
S ovime na umu, znanstvenici su počeli strahovati zbog onoga što bi se moglo dogoditi ako se nekim slučajem potroše rezerve tvari kao što su litij ili kobalt. S obzirom da je puno bolje spriječiti nego liječiti, znanstvenici su odlučili dati sve od sebe ne bi li otkrili neku novu tvar koja bi bila sastavni dio novih baterija.
Pročitajte koji mobitel ima baterije koje traju čak 15 dana.
Baterije na bazi natrija – ipak ”prevruće” za korištenje
I sada, dok vi čitate ovaj tekst (i dok sam ga ja pisao) znanstvenici rade na otkrivanju novih tvari za baterije isprobavajući i testirajući nove materijale. Velik broj znanstvenika je posebice zainteresiran za tvari koji se nalaze u prvoj skupini tvari u periodnom sustavu elemenata i to iz jednostavnog razloga: te tvari mogu odašiljati elektrone, a odašiljanje elektrona je osnovni princip koji stoji iza rada baterije.
Jedan od ‘kandidata’ koji zasad najviše obećava i koji bi se možda mogao naći kao alternativa jest natrij. Sastav natrija ima mnošto sličnosti sa litijom, što i jest dovelo do prvih baterija koje su bile osmišljene prije nekih 50 godina, a bile su spoj natrija i sumpora.
Praktičan problem koji se ovdje pojavljuje jest taj što da bi baterija na bazi natrija dobro funkcionirala, prva stvar koja je potrebna jest minimum topline od nekih 300-injak stupnjeva Celzijevih (što je previsoka temperatura).
Ovo je isto tako potrebno da bi se izbjegla eventualna oštećenja anoda. Još jedna negativna strana natrijevih baterija jest što je tekući natrij ekstremno zapaljiv i što je vrlo teško rukovati s njime na siguran način, osim ako niste stručnjak.
Osmišljavanje i kreiranje baterije na bazi natrija koja bi bila sigurna za korištenje na sobnoj temperaturi je započela prije dosta godina. No, s obzirom da znanstvenici žele napraviti bateriju na bazi natrija koja će biti i izgledati poput one koja je od litija, zasad su u tome neuspješni.
Još jedno od potencijalnih rješenja za ovaj problem je fosfor. Ipak, stvar kod fosfora jest ta da je prototip takve baterije iziskivao jako puno vremena za punjenje od 0 do 100% – za punjenje jedne baterije koja bi bila prikladna za prosječan pametni telefon i koja bi u sebi imala fosfor trebalo bi više od sedam sati.
Još jedna alternativa je magnezij, jer magnezij može emitirati po dva elektrona u isto vrijeme. Osim toga magnezij u svojoj najčišćoj formi može poslužiti kao anoda. Ipak, da bi ovakve baterije zaživjele, potrebno je još vremena i istraživanja.
Aluminij-ionske baterije kreiraju opet drugačiji problem. Količina energije koju bi jedna takva baterija mogla sačinjavati od 400 watta po kilogramu je usporediva sa starim baterijama koje su bile na bazi kiseline od žive.
Osim toga, aluminij-ionske baterije su premale za moderne pametne telefone (koji su sada od 5.5 inča i više), a za tablete i laptope da i ne govorimo. Bez obzira na te činjenice, znanstvenici su i dalje ‘zagrizli’ za mogućnost aluminij-ionskih baterija i to iz nekoliko razloga: kao prvo takve baterije bi mogle izdržati vrlo velik broj ponovnog punjenja bez gubitka svojih prvobitnih svojstava, a kao drugo aluminij je vrlo jeftin, baš kao i grafitna katoda. Sve ovo zajedno bi značilo da ćemo u nekoj bliskoj budućnosti možda imati mobitele sa aluminij-ionskim baterijama.
Litij će nam ‘praviti društvo’ još neko vrijeme
Na kraju krajeva, kada sve pogledamo možemo zaključiti da će nam naš dobri, stari litij praviti društvo još barem neko vrijeme; barem do dolaska nekee ozbiljnije (ili bilo kakve) konkurencije.
Treba napomenuti da, dok istraživanja alternativnih načina napajanja i izrade baterija itekako košta, u isto vrijeme korištenje litija je jeftino i nešto s čime su znanstvenici i inženjeri već debelo upoznati. Kako će naše ‘baterije budućnosti’ izgledati za dvije, tri, možda pet, a možda i deset godina zasad ostaje samo na pitanju.
Piše: I.H.
