Baterie budoucnosti budou menší a výkonnější. Jen aby…

Karel Javůrek  |  Technika

Elektronická zařízení a čipy jsou stále pokročilejší a lepší. V oblasti baterií se toho zatím moc neděje, ale možná se už brzy dočkáme.

Když v roce 1780 začaly z ničeho nic cukat na stole žabí nožičky, Luigi Galvani se domníval, že energie pochází přímo ze svaloviny mrtvé žáby. Až Volta zjistil pravé kouzlo, které se za tímto efektem skrývalo: elektrická energie.

Moderní zařízení jsou stále výkonnější, ale zároveň i relativně úspornější. Zatímco dříve byla výdrž notebooku sotva dvě hodiny či dokonce ještě méně, dnes ohrnujeme nos nad pětihodinovou výdrží při přehrávání videa ve vysokém rozlišení. Doba a nároky se mění. Jak stoupá míra využití elektronických zařízení, stoupají i nároky na výdrž baterií.

Starší přehled technologií nabíjecích baterií – vztah objemu, hmotnosti a hustoty energie. Zdroj: Wikipedia
Starší přehled technologií nabíjecích baterií – vztah objemu, hmotnosti a hustoty energie. Zdroj: Wikipedia

Výdrž je důležitá především u malých kapesních zařízení. Uživatelé se spokojili alespoň s celodenní výdrží, která ale v tomto případě znamená, že den začíná ránem s nabitou baterií a končí prázdnou baterií k večeru. Náročnější uživatelé však dokážou baterii vybít již za půl dne a nutnost nabíjet v průběhu dne je samozřejmě na obtíž.

Pojďme se tedy podívat na zajímavé technologie, které se v oblasti baterií chystají.

Baterie na bázi grafenu

Teprve tento měsíc jsme se dozvěděli o pokroku v oblasti baterií Li-Ion. Tým pod vedením Harolda Kunga slibuje rychlejší nabíjení a mnohem větší kapacitu na menším prostoru.

Technologie funguje na principu tenkých grafenových plátků s tloušťkou jednoho atomu, velkého množství vrstev křemíku a miniaturních otvorů o velikosti 10 až 20 nm. Ty slouží pro zkrácení cesty lithiových iontů samotným materiálem.

Vědci tvrdí, že tyto baterie budou mít desetkrát větší kapacitu a také desetkrát rychlejší nabíjení. Vše je ale zatím ve fázi vývoje a musí se vyřešit spousty problémů, mezi které patří například ztráta kapacity baterie již po 150 cyklech.

Na trhu do 3–5 let

Hybridní články Nexelion od Sony

Sony Nexelion jsou nové a vylepšené baterie typu Li-Ion, které Sony vyvíjí již od roku 2005. Tento rok je začala nabízet, i když zatím v malém množství a jen u některých přístrojů. Vylepšená technologie umožňuje uchovat o trochu více energie, přibližně 723 Wh/l, respektive 226 Wh/kg.

Na trhu v letech 2011–2012

Baterie Sony Nexelion

Seeo

Vývoj vlastní technologie baterií Li-Ion začal ve společnosti Seeo již před deseti lety. Díky tomu Seeo drží více než třicet různých patentů. Baterie používají pevný polymerový elektrolyt z nanostruktur, díky čemuž jsou stabilnější a bezpečnější než klasické baterie. Cílem je také dlouhá výdrž baterie a dostatečný počet nabíjecích cyklů – autoři věří, že dosáhnou rekordních pěti tisíc cyklů. Dle informací jsou články schopné uchovat až 250 Wh/kg. Schopnost přežít vysoký počet nabíjecích cyklů by se měl hodit především v automobilovém průmyslu.

Na trhu v roce 2012

LMBC a tekuté kovy

Do společnosti LMBC, která se zabývá vývojem technologie baterií složené z tekutých kovů, se rozhodl investovat i Bill Gates. Ten si také nedávno stěžoval, že nové technologie baterií skutečně potřebujeme a takřka včera již bylo pozdě.

Jak je vidět i na videu, tato baterie je složena pouze z tekutých komponent. Pyšní se proto velmi dobrým poměrem velikosti, výsledné kapacity a celkové ceny. Technologie je ale spíše určena pro nasazení ve větším měřítku, nikoli pro menší mobilní zařízení.

Na trhu: neupřesněno

Pellion a hořčík

Lepší výkon a lepší cena, to jsou hlavní taháky nové technologie od společnosti Pellion Technologies. Chce nabízet první komerční baterie na bázi hořčíku (katoda). Cílem je také vysoká hustota, která umožní uchovat mnohem více energie než u dnešních baterií Li-Ion.

Na trhu: neupřesněno

PolyPlus

Společnost PolyPlus, která byla založena před jedenácti lety, se snaží vyvíjet baterie kombinující lithium a mořskou vodu, případně i vodu z kohoutku. Zatímco standardní články Li-Ion zvládnou uchovat kolem 200 Wh/kg, PolyPlus plánuje hustotu 1 300 Wh/kg, dokonce až 1 500 Wh/kg.

Podobně jako některé ostatní společnosti je i PolyPlus zapojena v programu ARPA-E. V jeho rámci se výrobci snaží i o vývoj baterií Li-Air, jež by mohly v budoucnu umožnit dojezd elektrických automobilů na podobné vzdálenosti, jaké nabízejí současné spalovací motory.

Na trhu: neupřesněno

Amprius s podporou Erica Schmidta

Bývalý CEO Googlu se rozhodl investovat do společnosti Amprius, která se soustředí pouze na vylepšení současných Li-Ion baterií. Hlavním cílem je zvýšení jejich kapacity, která by měla být až čtyřnásobná oproti současným bateriím.

Klíčovou součástí je anoda z křemíkové nanostruktury a materiál pro lepší interakci lithiových iontů při nabíjení.

Na trhu: neupřesněno

Většinou ale stále jen plány

V krátkém přehledu jsme představili několik zajímavých společností, které se zabývají vývojem nových a vylepšených baterií. Ty možná v průběhu budoucích let dorazí na trh i v rámci elektronických zařízení. Na stránkách Gigaom.com si můžete přečíst i o dalších projektech, které jsou často zaměřeny na použití ve velkém měřítku nebo v automobilovém segmentu.

I když se dnes možná rozčilujete nad nízkou výdrží svého notebooku nebo chytrého kapesního zařízení, počkejte si pár let a vše bude s velkou pravděpodobností mnohem lepší. Postupně totiž dorazí nejen lepší technologie baterií, ale také například solárních článků. Jimi by se elektronická zařízení dala neustále dobíjet a případná nízká výdrž baterií už nebude tak výrazně omezující, jako dnes.

Pesimista ale správně připomíná, že podobný vývoj se v oblasti baterií plánoval už před více než deseti lety, kdy se mobilní elektronika začala dostávat do prodeje. Snad z něj tentokrát opět nesejde.

Nejčtenější

Další weby Mladé fronty