“Superbaterie” z papíru a z dřevného odpadu

Během minulých desetiletí se prudce zvětšovala kapacita a rychlost datových úložišť našich počítačů. Je možné, že v příštích letech se podobná situace zopakuje v oblasti skladování energie - pomyslná úroveň jednotlivce, domácnosti nebo celé společnosti se pak už nebude měřit objemem dat na discích, ale spíš objemem skladovatelné elektrické energie.

Výkonnější a efektivnější superkapacitory

V poslední době se odborníci věnují především oblasti superkapacitorů, jinak také superkondenzátorů. Superkapacitory mohou oproti běžným akumulátorům vylepšit ekonomiku provozu hybridních automobilů a elektromobilů. Superkapacitor totiž při akceleraci mnohem rychleji potřebnou energii vydá a naopak při rekuperaci přebytečnou elektrickou energii pohltí.

Pokud v autě pracuje jen běžný akumulátor, jehož rychlost absorpce energie je omezená, nelze vždy brzdit jen příslušnými elektromagnetickými brzdami. Při prudkém brzdění je také třeba zapnout i normální třecí brzdy, při tom se samozřejmě část energie ze systému auta nevratně ztratí ve formě tepla. Superkapacitor umožňuje se bez běžných třecích brzd víceméně zcela obejít.

Superkapacitor z papíru

Překážkou při použití dosavadních superkapacitorů v autech byl jejich velký objem, značná hmotnost a fakt, že obsahovaly kapalný elektrolyt, který musel být pečlivě zapouzdřen. Odborníci z University v Minnesotě a University Severního Texasu teď přišli se superkapacitorem, který je tenký, lehký, ohebný a kompletně je vyroben z pevných součástí. Jeho elektrody tvoří bavlněná celuloza v podobě papíru, celuloza je obalena jednovrstvými uhlíkovými nanotrubičkami. Podobný bavlněný papír se doposud používal např. v kosmetice jako materiál pro obličejové masky, je totiž mnohem jemnější než papír běžný. Elektrolytem je pevný polymer, který vznikl zahřátím čirého gelového roztoku, který vzhledem připomíná lepidlo. Výzkumníci nakonec nechali tuto strukturu vysušili, a tak vznikl kompletně suchý a pevný superkapacitor. Ten sice zatím ještě nemá všechny požadované elektrické vlastnosti, ale zřejmě jde o krok správným směrem.

Katody z dřevné hmoty

Nezávisle na práci amerických kolegů zkoumali vědci na švédské Univerzitě v Linköpingu vlastnosti akumulátorových katod vyrobených z ligninu, což je látka, která tvoří asi 20-30% dřevné hmoty. Výkonný přenos nábojů v tomto bateriovém systému uskutečňují organické látky zvané chinony, což jsou různé sloučeniny tvořené spojenými benzenovými jádry (jádro benzenu tvoří pravidelný šestiúhelník z uhlíkových atomů). Výzkumníci se zde poučili z některých mechanismů, které probíhají při fotosyntéze rostlin.

Zdroje: Physorg 1 (elektromobily), Physorg 2 (papírenský odpad)

-----