NASA SABERS projekt: Revoluce v bateriích s pevným elektrolytem

Vědci z NASA projektu Solid-state Architecture Batteries for Enhanced Rechargeability and Safety (SABERS), John Connell a Yi Lin, zaznamenávají významný pokrok ve vývoji experimentálních baterií s pevným elektrolytem, které by potenciálně mohly nahradit lithium-iontové baterie v budoucnosti. Tyto nové baterie mají potenciál revolučně změnit průmysl baterií díky své nižší hmotnosti, zvýšeným bezpečnostním funkcím a zvýšené energetické účinnosti.

Baterie s pevným elektrolytem využívají pevný elektrolyt, čímž eliminují rizika spojená s hořlavými kapalnými elektrolyty ve lithium-iontových bateriích. Tento design snižuje riziko přehřátí, požáru a ztráty nabití. Kromě toho nabízejí baterie s pevným elektrolytem vyšší energetickou hustotu, což by mohlo vést k delšímu dojezdu a rychlejšímu dobíjení elektromobilů. Tyto inovace mají potenciál transformovat automobilový průmysl.

Projekt Sustainable Aviation Solutions, financovaný NASA projektu Convergent Aeronautics Solutions, podporuje SABERS v řešení významných výzev v letectví, jako je let na baterie. SABERS přispívá k proveditelnosti elektrifikovaného letu vývojem baterií s pevným elektrolytem s vylepšenou energetickou hustotou a sníženou hmotností. Tato výzkumná práce by mohla otevřít cestu k udržitelnému letectví v budoucnosti a snížení emisí skleníkových plynů z letecké dopravy.

SABERS za minulý rok dosáhl pozoruhodného pokroku při zlepšování svých baterií s pevným elektrolytem, čímž dosáhl vyšších hodnot vybíjecího proudu ve srovnání s jinými příklady na trhu. Unikátní design, při kterém se sírové a selenové články přímo skládají na sebe bez pouzder, umožňuje významnou úsporu hmotnosti. Navíc je možné poskládat více baterií bez jakékoli separace, což zajišťuje zvýšenou energetickou hustotu a zlepšení celkového výkonu.

Jednou z hlavních výhod designu baterií SABERS je schopnost odstranit 30 až 40 procent hmotnosti baterie, zatímco zdvojnásobit až ztrojnásobit kapacitu úložiště energie ve srovnání s lithium-iontovými bateriemi. Tento zásadní nárůst kapacity úložiště energie by mohl revolučně změnit elektrická vozidla, kosmické lodě a různé technologie závislé na bateriích zvýšením jejich efektivity a provozní doby.

Baterie poháněné SABERS prokázaly úžasnou kapacitu úložiště energie 500 watt-hodin na kilogram, což je dvojnásobek elektrických vozidel. Tento pozoruhodný úspěch překračuje očekávání a ukazuje potenciál technologie SABERS při revoluční změně dopravy a energetických sektorů. Tyto inovace by mohly vést ke zvýšení dojezdu elektromobilů, snížení závislosti na fosilních palivech a většímu přijetí alternativních zdrojů energie.

Spolupráce s Georgia Tech umožnila SABERS studovat mikromechaniku změn článků během provozu, což přispívá k další optimalizaci a zlepšení technologie baterií. Poznatky získané z této spolupráce zlepšily porozumění buněčným mechanismům a jejich vlivu na celkový výkon systému. Prozkoumáváním vztahů mezi vnitřními tlaky baterie a faktory, jako je teplota a rychlost nabíjení a vybíjení, mohou inženýři vyvíjet pokročilejší a spolehlivější bateriové technologie pro různé aplikace.

Závěrem, projekt SABERS NASA udělal významný pokrok ve vývoji baterií s pevným elektrolytem, které mají potenciál změnit průmysl baterií. Tyto baterie nabízejí vylepšené bezpečnostní funkce, zvýšenou energetickou hustotu a zlepšený celkový výkon. Výzkum prováděný SABERS ve spolupráci s organizacemi jako je Georgia Tech nás přibližuje k dosažení elektronických zařízení, elektromobilů a úložišť obnovitelné energie s delší životností a vyšší energetickou účinností. To by mohlo otevřít cestu k udržitelnější budoucnosti s přístupnými a cenově dostupnými zdroji energie pro spotřebitele po celém světě.

Zdroje:
– NASA SABERS projekt
– Spolupráce s Georgia Tech