Batérie sú neoddeliteľnou súčasťou nášho každodenného života. Od ich ranného pohonu elektrickej zubnej kefky až po notebooky, tablety, akumulátorové skrutkovače alebo vŕtačky, sprevádzajú nás po celý deň. Sledujú naše kroky pomocou inteligentných hodiniek a umožňujú nám neustále používame mobilných telefónov na komunikáciu, kontrolu e-mailov a večerné čítanie správ či chatovanie s priateľmi. Avšak, sú tu aj veci, ktoré o batériách možno vôbec neviete?
Historický pôvod
História technológie batérií siaha oveľa ďalej, než by ste si mohli predstaviť. Často sa spomína tzv. Bagdadská batéria z roku 250 p.n.l., ktorá sa často označuje za prvú na svete. Či však tento artefakt skutočne produkoval elektrinu, je stále predmetom diskusií.
Prvú skutočnú batériu, ako ju dnes poznáme a možno poháňa aj vašu špičkovú aku pílu, vytvoril v roku 1800 Alessandro Volta. „Voltov stĺp“ generoval elektrinu na rovnakom princípe ako súčasné batérie, vďaka čomu sa tento človek zapísal do histórie ako vynálezca batérie a na jeho počesť je pomenovaná jednotka elektrického napätia – volt.
- Najmenšia batéria na svete je tenšia ako ľudský vlas
Možno ste si doteraz mysleli, že batérie do hodiniek sú tie najmenšie, aké ste kedy videli, čo je ale omyl. Najmenšia batéria na svete je tenšia ako ľudský vlas. Výskumníci z Rice University v Houstone, Texas, vyvinuli lítium-iónovú batériu, ktorá je niekoľkotisíckrát tenšia ako ľudský vlas.
Táto nano-batéria obsahuje všetky potrebné komponenty – anódu, katódu a separačné vrstvy – v jedinom nano-drôte. Pri správnom usporiadaní a kombinácii so superkondenzátormi môžu tieto batérie dosiahnuť obrovské výkony, ako napríklad možnosť nabiť sa za pár minút a mať vyššiu nabíjaciu kapacitu než bežné modely.
- Najväčšia batéria na svete
Nie je to tá, ktorá dodáva energiu vašej obľúbenej aku vŕtačke, ale aktuálne najväčšia batéria na svete nachádzajúca sa v Austrálii, ktorá bola vyvinutá spoločnosťou Tesla. Od roku 2019 drží rekord Hornsdale Power Reserve s kapacitou 129 megawatthodín.
Vývoj v tejto oblasti však pokračuje a viaceré spoločnosti pracujú na ešte väčších riešeniach. Napríklad spoločnosť EWE Gasspeicher v Nemecku plánuje vybudovať obrovskú redox prietokovú batériu v soľných jaskyniach s kapacitou až 700 megawatthodín. Podobný projekt v Utahu, USA, kombinujúci obnoviteľný vodík, skladovanie energie stlačeným vzduchom a redox prietokové batérie, by mohol v budúcnosti tiež výrazne zvýšiť kapacitu skladovania obnoviteľnej energie.
- Ekologické aspekty lítium-iónových batérií
Zaujímavé je aj to, aký dopad majú inak moderné a veľmi efektívne batérie na našu planétu. Mnohé lítium-iónové batérie, ktoré sú dnes bežne a vďaka akumulátorovej píle a skrutkovaču, používané aj na výrobu moderného dreveného schodiska, nie sú až tak úplne bez negatívnej stopy.
Ťažba lítia, najmä v oblastiach ako púšť Atacama v Latinskej Amerike, si vyžaduje veľké množstvo vody – až 7 miliónov litrov denne, čo je proces, ktorý môže mať negatívny dopad na miestne vodné zdroje a poľnohospodárstvo. Preto sa intenzívne pracuje na znížení spotreby vody pri ťažbe lítia a na vývoji alternatívnych technológií, ktoré by boli šetrnejšie nielen k životnému prostrediu.
Inovatívne materiály pre budúce batérie
Nielen z dôvodu ochrany zdrojov a životného prostredia sa výrobcovia akumulátorov snažia inovovať ich materiálové zloženie, ktoré sa tak v mnohých prípadoch stáva veľmi prekvapivé. Napríklad lítium-sírové batérie (Li-S) majú potenciál poskytnúť vyššiu hustotu energie a dlhšiu životnosť medzi nabíjaniami.
Ďalšie sľubné materiály zahŕňajú sodík, horčík, hliník a vápnik, ktoré by mohli byť udržateľnejšie a lacnejšie. Výskumníci z Helmholtzovho inštitútu v Nemecku tiež skúmajú využitie biologických materiálov, ako sú látky nachádzajúce sa v pavúčej krvi alebo organický odpad, napríklad škrupiny arašidov, na zvýšenie výkonu batérií. V Kalifornii vedci vyvinuli nanodrôtové batérie so zlatom, ktoré môžu byť nabité viac ako 200 000-krát bez straty výkonu, čo by mohlo viesť k prakticky nesmrteľným modelom.
Batérie sú neoddeliteľnou súčasťou moderného života a ich technologický pokrok je naozaj fascinujúci. Od historických začiatkov až po inovatívne riešenia sú kľúčovým prvkom pre udržateľnú budúcnosť, pod ktorej vytvorenie sa tiež podpisujú neustále výskumy v tejto oblasti, a to nielen z ekologického, ale aj výkonnostného hľadiska.
