Revolucionarna rešitev, ki naj bi preprečila vžig baterij telefonov, avtomobilov ...

Litij-ionske baterije so danes nepogrešljive in poganjajo vse od pametnih telefonov do električnih avtomobilov. Čeprav so ob pravilni uporabi varne, vsebujejo vnetljive tekoče elektrolite, ki lahko ob poškodbah, prekomernem polnjenju ali napakah sprožijo nevarno verižno reakcijo, imenovano "toplotni pobeg". Posledice so lahko uničujoče, na kar kažejo številni incidenti v letalstvu in na tleh.

Varnostna tveganja so še posebej pereča v letalstvu. Ameriška Zvezna uprava za letalstvo je samo v letu 2024 zabeležila 89 incidentov z dimom ali ognjem na letalih. Kako resne so lahko posledice, dokazuje primer letala Airbus A321, ki ga je januarja v Južni Koreji uničil požar, verjetno povzročen s prenosno baterijo v prtljažnem prostoru.

Nevarnost pa ni omejena le na letala. Raziskava zavarovalnice Aviva je razkrila, da je več kot polovica od 500 anketiranih britanskih podjetij že doživela incidente z baterijami, tveganje pa je veliko tudi v gospodinjstvih zaradi priljubljenosti električnih koles in skirojev.

Kemična zavora za pregrevanje

Medtem ko se nekateri znanstveniki usmerjajo v razvoj trdnih elektrolitov, ki zahtevajo popolnoma nove tovarne, je ekipa pod vodstvom Yue Sun ubrala drugačno pot. Predlagali so spremembo kemične sestave tekočega elektrolita z uporabo dveh različnih topil, piše CNN.

Sistem deluje pametno: prvo topilo pri sobni temperaturi skrbi za optimalno delovanje in trdno kemično strukturo. Če pa se baterija začne pregrevati, se aktivira drugo topilo, ki zrahlja strukturo in upočasni reakcije ter tako prepreči vžig.

Rezultati laboratorijskih testov so bili izjemni. Ko so raziskovalci prebili baterijo z žebljem, se je temperatura nove zasnove dvignila le za 3,5 stopinje Celzija. Pri klasični bateriji je v enakem poskusu temperatura poskočila na uničujočih 555 stopinj Celzija. Nova zasnova pri tem ne žrtvuje zmogljivosti, saj baterija po 1.000 ciklih polnjenja ohrani več kot 80 odstotkov kapacitete.

Hitra in cenovno dostopna implementacija

Soavtor študije, profesor Yi-Chun Lu, poudarja, da je največja prednost te rešitve njena združljivost z obstoječimi proizvodnimi procesi. Ker gre za tekoči elektrolit, ga lahko proizvajalci vbrizgajo v baterijske celice brez nakupa nove opreme. Čeprav bi bili stroški na začetku nekoliko višji, bi se pri masovni proizvodnji izenačili s trenutnimi cenami.

Raziskovalci so že v pogovorih s proizvajalci, komercialna uporaba pa bi bila mogoča v treh do petih letih. Neodvisni strokovnjaki iz uglednih ameriških institucij, kot sta NREL in univerza Texas A&M, so odkritje pozdravili. Poudarjajo, da gre za praktično in skalabilno rešitev, ki uspešno premošča eno največjih ovir v industriji, kako zagotoviti varnost, ne da bi pri tem žrtvovali zmogljivost baterije.