Tytanowa kumulacja, która zmieni świat
Akumulatory urządzeń przenośnych są dalekie od doskonałości. Wielogodzinne oczekiwanie, aż zapełni się bateria może doprowadzić do irytacji, drastycznie obniżając naszą mobilność. Jednak marzenie o błyskawicznym ładowaniu jest coraz bliżej spełnienia w rzeczywistości.
Laptopy, smartfony, czy w końcu samochody elektryczne, jednym słowem, wszystkie urządzenia korzystające z baterii litowo-jonowych mają ten sam problem - szybka kumulacja energii. Naukowcy na całym świecie walczą o pierwszeństwo w stworzeniu wiarygodnych akumulatorów, które zwyciężą na rynku.
Uniwersytet Technologiczny Nanyang w Singapurze pod koniec zeszłego roku ogłosił, że opracował akumulatory nowej generacji, które są zdolne naładować urządzenia mobilne, aż do 70 proc. w... dwie minuty. Swój sukces zawdzięczają prostemu zabiegowi: zastąpieniu dotychczasowo używanych grafitowych anod specjalnym żelem wykonanym z dwutlenku tytanu, który do tej pory służył przede wszystkim jako filtr przeciwsłoneczny.
Tytan jest pierwiastkiem powszechnie występującym w glebie. Jego zalety zostały wcześniej wykorzystane w anodach typu LTO produkowanych przez firmy Toshiba, czy Altairnano. Sferyczny z natury dwutlenek tytanu został transformowany przez singapurskich specjalistów w strukturę nanorurek, która radykalnie akcelerowała reakcje chemiczne zachodzące wewnątrz akumulatora. Naukowcy zapewniają, że stworzona w ich laboratorium bateria jest w stanie przetrwać dziesięć tysięcy cykli ładowania i rozładowania, co w przeliczeniu na średni czas użytkowania oznacza okres ważności do dwudziestu lat. Podkreślają również, że kluczowa innowacja bazująca na dwutlenku tytanu jest aktualnie najlepszym rozwiązaniem, biorąc pod uwagę komercjalizację ich patentu, bo jest to tani do pozyskania oraz w pełni bezpieczny w eksploatacji związek chemiczny.
Kierujący zespołem badawczym profesor Chen Xiadong uważa, że dzięki temu wynalazkowi ładowanie samochodu elektrycznego zajmie tyle samo czasu co tankowanie samochodu benzyną.
W związku z wysokimi cenami akumulatorów w samochodach elektrycznych (do aut produkowanych przez Tesla Motors kosztują ok. 5 tys. dol.) oznacza to sporą oszczędność.
Dla obserwującego pracę kolegów z singapurskiego uniwersytetu - profesora Rachida Yazami, który trzydzieści lat temu przyczynił się do powstania litowo-grafitowej anody, jest to niekwestionowany przełom. Zaznacza on jednak, że wciąż można udoskonalić akumulatory nowej generacji, dzięki skoncentrowaniu pracy nad gęstością mocy baterii, która według niego jest kluczowym zagadnieniem.
Profesor Chen Xiadong nie ukrywa, że zespół czeka jeszcze dużo pracy. Realizacja ładowania w parę minut wymaga w przypadku większych urządzeń jak samochody elektryczne olbrzymich mocy. Obecnie, uniwersytet gromadzi fundusze, które umożliwią stworzenie pełnowymiarowego prototypu akumulatora. Jednak duże zapotrzebowanie na zmiany w tej dziedzinie gwarantują, że nie będzie trzeba długo czekać na inwestorów.
Póki co, uniwersytet nie chce zdradzić, które firmy już zadeklarowały swoją pomoc. Według wstępnych prognoz "turbo-akumulatory" mają pojawić się na rynku najpóźniej za dwa lata.
Michał Mądracki
