Pred pár dňami sme vám predstavili nový Mercedes-AMG GT XX. Nemecký koncept dostal nový typ akumulátora, takže sa automobilka nezabudla pochváliť jeho energetickou hustotou na úrovni 300 watthodín na kilogram. Aby ste boli v obraze: ide o hodnotu na hornej hranici toho, čo sú automobilky dnes schopné dodávať zákazníkom sériovo, bežné číslo sa pohybuje od 200 do 270 Wh/kg podľa typu, chémie či výrobcu.
A teraz si predstavte, čo by sa stalo, ak by niekto vypustil na trh zdroj s energetickou hustotou na úrovni 1000 Wh na kg, ktorý by ste navyše nemuseli nabíjať. Fantazmagória? S takýmto názorom tvorcovia novinky z MIT počítajú!
Čakáme, že nás budete považovať za bláznov
„Očakávame, že si ľudia budú myslieť, že je to úplne bláznivý nápad,“ hovorí 68-ročný Jet-Ming Chiang, taiwansko-americký profesor materiálových vied japonskej spoločnosti Kyocera, ktorý zároveň pôsobí na MIT. „Ak by to tak nebolo, bol by som trochu sklamaný, pretože ak si ľudia na začiatku nemyslia, že je niečo úplne šialené, pravdepodobne to nebude až také revolučné,“ dodáva. O čom presne hovorí?
On a jeho tím doktorandov (Karen Sugano, Sunila Maira, Saahira Ganti-Agrawala a päť ďalších ľudí) hľadali nové riešenie na elektrifikáciu dopravných systémov. A prišli na vskutku revolučnú myšlienku.
Namiesto nabíjania či tankovania vodíka? Sodík
Namiesto batérie vyvinuli nový druh palivového článku, ktorý je podobný akumulátoru, ale môžete ho veľmi rýchlo doplniť, teda nie nabiť. Palivom v tomto prípade nie je vodík ale sodík (teda známy alkalický kov), presnejšie povedané kvapalný sodík, teda pomerne jednoducho dostupná komodita prítomná napríklad v morskej vode.
Na druhej strane článku je len obyčajný vzduch, ktorý slúži ako zdroj atómov kyslíka a medzi nimi je vrstva pevnej ale poréznej keramiky. Tá umožňuje voľný prechod iónov sodíka ku vzduchu, kde chemicky reaguje s kyslíkom, čím vyrába elektrickú energiu.
Od sodíka k jedlej sóde
V sérii experimentov s prototypmi vedci dokázali, že ich článok nesie až trojnásobok energie na jednotku hmotnosti v porovnaní s lítiovo-iónovými batériami! To však nie je všetko...
Pri testoch s presne kontrolovanou vlhkosťou vzduchu a usmerneným prúdením sa v MIT dostali dokonca na 1500 watthodín na kilogram. A má to ďalšie skoro až neuveriteľné pozitíva.
Pri spotrebovávaní sodíka v palivovom článku vzniká oxid sodný. Ten vo vzduchu reaguje s oxidom uhličitým, obratom vzniká uhličitan sodný, ktorý zo vzduchu pohltí vlhkosť a vzápätí z neho máte hydrogén-uhličitan sodný. Áno, obyčajnú jedlú sódu! A teraz pozor, prichádza to najlepšie.
„Zaregistrovali sme už veľa revolučných myšlienok, ale už ste videli v jednom kroku vyriešiť energetickú hustotu, CO2 i kyselé oceány?“
Práškovacie lietadlá?
Predstavte si lietadlá poháňané týmto typom palivových článkov, ktoré nad oceánmi vypúšťajú namiesto výfukových plynov jedlú sódu potom, ako si vyrobili energiu zo sodíka a navyše nás zbavili prebytočného CO2. Hydrogén-uhličitan sodný by obratom ešte pomohol odkyseliť vodu v oceánoch a tým pôsobil proti ďalšiemu účinku skleníkových plynov!
„Keď začnete s kovovým sodíkom, dochádza k prirodzenej kaskáde reakcií,“ hovorí Jet-Ming Chiang. „Všetko prebieha spontánne. Nemusíte robiť nič. Len pilotovať lietadlo,“ dodáva lakonicky.
Práce na komerčnom využití už začali
Pochopiteľne je kovový sodík veľmi reaktívny, takže musí byť extrémne dobre chránený. Podobne ako lítiové batérie, aj on sa pri kontakte so vzdušnou vlhkosťou prudko vznieti. Ale v novom palivovom článku by boli obe strany oddelené keramikou, navyše so zriedeným a kontrolovaným množstvom vzduchu.
Asi chápete, že autá či lietadlá poháňané novým typom článku nebudú jazdiť či lietať už zajtra. Lenže na komerčnom využití tejto technológie sa už pracuje. Členovia výskumného tímu založili nový startup Propel Aero a už o rok chcú predviesť palivový článok veľkosti tehly, ktorý bude schopný napájať dron.
Sodík by nemal byť problém
A komerčná výroba sodíka vo veľkých objemoch? Podľa MIT hračka. Napríklad v časoch olovnatého benzínu ho Spojené štáty ročne produkovali 200 tisíc ton, pretože sa používal pri výrobe tetraetylolova používaného ako prísada do paliva. Toto by však bolo oveľa, oveľa zaujímavejšie využitie.
zdroj: MIT
