Cukrowe baterie stają się rzeczywistością. Naukowcy z MIT z szykują energetyczną rewolucję

Wszystkie podzespoły stają się coraz wydajniejsze i doskonalsze. Zużywają coraz więcej energii elektrycznej, co jest sporym wyzwaniem dla akumulatorów. Ciężko wycisnąć dużo więcej od ogniw litowo-jonowych. Może więc pora na zupełnie nową technologię?

Ogniwa Li-Ion mają swoje ograniczenia i nie chodzi tu tylko i wyłącznie o wydajność energetyczną. Są one toksyczne, a ich kształt nie może być zbyt wymyślny. Poza tym, litu pewnego dnia zabraknie - co wtedy?

Na szczęście nie będziemy musieli zmierzyć się z tym problemem, bo alternatywne rozwiązania już istnieją. Jednym z nich jest wynalazek opracowany w 2010 roku przez Michaela Strano - profesora inżynierii chemicznej w Instytucie Technologicznym w Massachusetts. Jego zespół zaprezentował wtedy specjalne ogniwo wytwarzające prąd poprzez rozchodzące się fale ciepła.

Wytłumaczę to w uproszczeniu na przykładzie pojedynczego przewodu. Jest on wykonany z małych węglowych połączonych ze sobą nanorurek. Przewodzi on prąd wtedy, gdy poruszają się w nim elektrony. Jak więc jest osiągana ich mobilność? Poprzez stopniowe ogrzewanie przewodu od jednego końca do drugiego. Przesuwająca się fala ciepła “popycha” elektrony do jego dalszych obszarów, wywołując przepływ prądu.

Jednak tu pojawia się pytanie, w jaki sposób wywołać falę ciepła. Otóż, wystarczy powlec go otoczką wykonaną z łatwopalnego materiału. Gdy z jednej strony ją “zapalimy”, zacznie ona przenosić ciepło niczym lont.

O ile eksperymentalne ogniwa z 2010 roku miały bardzo niską wydajność energetyczną, o tyle teraz badaczom udało się zwiększyć ich wydajność około... 10000 razy. Wszystko zależy tutaj od palnej otoczki wywołującej falę ciepła. Pierwotnie naukowcy wykorzystywali toksyczne materiały, które okazywały się niezbyt skutecznym rozwiązaniem. W 2016 roku postawili oni na otoczkę… cukrową. Zawarta w nim sacharoza jest świetnym źródłem energii, a dodatku - odnawialnym.

Cukrowe ogniwa oferują moc porównywalną z najwydajniejszymi obecnie akumulatorami litowo jonowymi. A to dopiero początek. Cukier stołowy jest dobry, bo powszechnie dostępny. Nie znaczy to jednak, że inne materiały nie dadzą jeszcze lepszych rezultatów. Michael Strano twierdzi, że istnieje całe mnóstwo substancji, które będą mogły wywoływać jeszcze potężniejsze fale ciepła, a co za tym idzie - zapewniać baterii dużo większą moc i wydajność.

Zespół badaczy z MIT przestrzega jednak, że technologia, mimo, że działa - na razie jest w fazie testowej i nie opuszcza laboratoriów. Profesor Strano twierdzi, że jej komercjalizacja i rynkowy debiut odbędzie się za około pięć lat. Biorąc jednak pod uwagę fakt, że ogniwa Li-Ion, aby osiągnąć dzisiejszą wydajność, potrzebowały 25 lat - nie jest to taki długi czas…

A gdy cukrowe (chociaż ten zastąpi pewnie doskonalsza substancja) ogniwa się upowszechnią, czeka nas nie mała rewolucja. Nie tylko dzięki dużo wyższej wydajności energetycznej, ale również z powodu braku praktycznych ograniczeń co do minimalnego rozmiaru baterii. Energia będzie mogła być gęściej upakowana, a urządzenia będą mogły być jeszcze cieńsze i lżejsze.