Jedna přísada pomůže kapacitě, jiná výdrži a další rychlému nabíjení. Výzkumníci z University of Surrey sestavili knihovnu 28 materiálů pro sodíkové baterie a porovnali, jak se jejich složení promítá do vlastností. Výsledek má usnadnit hledání vhodných elektrod a časem také práci umělé inteligence. Hotovou zázračnou baterii ale neoznamují.
Univerzita představila práci 21. října. Tým vycházel z oxidů sodíku a manganu a část manganu nahrazoval železem, titanem nebo vanadem. Místo zkoušení jediné nadějné směsi tak vzniklo srovnání celé skupiny příbuzných materiálů.
Výzkum se soustředil na katodu, tedy jednu ze dvou elektrod baterie. Její složení ovlivňuje množství uloženého náboje i to, jak dobře materiál snáší opakované nabíjení a vybíjení. Změna několika chemických podílů proto může posunout chování článku různými směry.
Tři přísady, tři různé přednosti
Ve zkoumané skupině pomáhalo železo kapacitě, vanad stabilitě při opakovaném používání a malé množství titanu výkonu při vyšších rychlostech nabíjení a vybíjení. Některé materiály s titanem si po stovce laboratorních cyklů zachovaly přes 90 procent původní kapacity.
Tato hodnota je zajímavým výsledkem experimentu. Sama však neurčuje životnost automobilového akumulátoru: tu ovlivňuje celý článek, teplota, způsob používání i jeho konstrukce. Ze stovky laboratorních cyklů nelze jednoduše odvodit počet let v autě.
Sodík řeší surovinu, nikoli všechny problémy
Zájem o sodíkové baterie souvisí s možností omezit závislost na lithiu. Sodík je dostupnější surovina, ale levnější vstupní materiál ještě automaticky nezaručuje levnější hotový akumulátor. Výrobce musí zvládnout také elektrody, výrobu článků a jejich dlouhodobou spolehlivost.
Mezinárodní energetická agentura upozorňuje, že sodíkové články nadále omezuje nižší energetická hustota a méně rozvinutý dodavatelský řetězec. Ve stejné hmotnosti tak zpravidla uchovají méně energie než vyspělé lithiové varianty. Pro auto je to citelné; u úložiště vedle elektrárny může mít větší váhu cena a životnost.
Nejdřív kvalitní data, potom umělá inteligence
Smyslem nové knihovny je hledání uspořádat. Když jsou různé směsi změřeny srovnatelným způsobem, lze lépe vidět, která změna složení pomohla a za jakou cenu. Taková data jsou užitečná i pro výpočetní modely.
Autoři ale upozorňují, že 28 materiálů zatím nestačí k široce spolehlivému předpovídání vlastností pomocí AI. Výsledkem je především pevnější základ pro další experimenty. Praktická otázka zůstává velmi konkrétní: kterou směs zvolit, když má baterie dlouho vydržet, rychle se nabíjet a zároveň nebýt příliš těžká?
