Uniwersytet Jagielloński pochwalił się kolejnymi wynalazkami. Tym razem zespół naukowców opracował nową technologię materiałową, która ma posłużyć ekologicznemu magazynowaniu energii. Drogie metale i grafit, dotychczas stanowiące podstawę akumulatorów, mogą zostać zastąpione zieloną chemią.
Krakowska rewolucja w materiałach dla akumulatorów
Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego, a konkretnie Wydziału Chemii UJ, opracowali nową technologię dla czystszej produkcji i eksploatacji akumulatorów. Jak twierdzą badacze, anody mogą być wytwarzane ze skrobi (CAG), katody pozbawionej kobaltu, a koniecznymi dodatkami są niewielkie ilości niklu i litu.
Zastosowana technologia pozwoliła na wytworzenie materiałów do budowy anody z żelu węglowego, nazywanego także carbogelem, produkowanego ze skrobi. Organiczny związek chemiczny, jakim jest skrobia, pozyskiwany jest z naturalnych źródeł, a dokładniej z ryżu, ziemniaków lub też kukurydzy.
Składniki te podlegają m. in. procesowi żelatynizacji oraz pirolizy. Tak opracowany materiał jest w stanie w pełni zastąpić grafit w akumulatorach, bez generowania negatywnego wpływu na wydajność baterii.
Wysokonapięciowe katody pozbawione kobaltu
Poza anodami, akumulatory do swojego działania muszą być wyposażone w katody, których budowa zazwyczaj opiera się o kobalt, nikiel i lit. Naukowcy z UJ również na tę część znaleźli bardziej ekologiczny sposób, a wszystko to dzięki stworzeniu autorskiej technologii LKMNO.
Pozwala ona na wyprodukowanie wysokonapięciowych katod całkowicie pozbawionych kobaltu. Ponadto 5-krotnie zredukowano zawartość niklu oraz 2-krotnie ilość litu, w porównaniu do metody nikiel-mangan-kobalt (NMC). Produkcja tego typu katody nie generuje żadnych płynnych odpadów, a wyemitowane gazy produktowe zostają przetworzone do dwutlenku węgla, azotu i pary wodnej.
Opracowane katody mogą być zintegrowane z różnorodnymi anodami, również z opisywanymi wyżej, tworzonymi w metodzie CAG. Elektrody z krakowskiej uczelni są ekologiczne, dwa razy tańsze w porównaniu do tradycyjnych i mogą znaleźć zastosowanie w akumulatorach o dużej mocy i pojemności, czyli na przykład w coraz częściej spotykanych na ulicach pojazdach elektrycznych.
Powłoka o grubości kilku nanometrów, która zabezpieczy akumulatory przed samozapłonem
To jednak nie koniec nowinek, ponieważ naukowcy zadbali o bezpieczeństwo nowych baterii. Mianowicie opracowali także technologię Carbon Conductive Layer (CCL), której podstawą jest nanotechnologiczna powłoka węglowa, która zabezpiecza akumulator przez samozapłonem. Również ten wynalazek nie generuje odpadów i produkowany jest w procesach zielonej chemii.
Powstałe wynalazki chronione są patentem, a Centrum Transferu Technologii UJ stara się wprowadzić te innowacje do procesów produkcyjnych. Na ten moment jednak poszukiwani są inwestorzy i wytwórcy, którzy wspomogą naukowców w opracowaniu instalacji pilotażowej oraz masowej produkcji.
