02:16 08-12-2025

Przełom NIMS w bateriach litowo‑powietrznych: większa gęstość energii i zasięg EV

Japońscy badacze z Narodowego Instytutu Nauki o Materiałach (NIMS) ogłosili duży krok w stronę baterii litowo‑powietrznej — technologii, która na papierze może dać elektrykom zasięg porównywalny z autami benzynowymi. Przełomem jest nowy typ węglowej membrany, precyzyjnie kontrolującej, jak tlen wchodzi w interakcję z litem.

Piętą achillesową ogniw litowo‑powietrznych pozostawały dotąd niestabilność i szybka utrata pojemności. Zespół zmierzył się z tym problemem, tworząc wielowarstwową, porowatą membranę łączącą mikro‑, mezo‑ i makropory o rozmiarach od 2 do 50 nanometrów. Taka architektura wyrównuje dystrybucję tlenu, ogranicza ubytki elektrolitu i poprawia stabilność termiczną ogniwa.

Efekty są wymowne: prototyp osiągnął 360 Wh/kg, czyli około dwa razy więcej niż typowe baterie litowo‑jonowe. Obliczenia wskazują na ponad 700 Wh/kg w dalszej perspektywie, a teoretyczny sufit zbliża się do 11 000 Wh/kg — to już okolice gęstości energii benzyny. W testach sześć elektrod przeszło 19 cykli bez spadku wydajności, co w tej klasie baterii należy do rzadkości.

Nie mniej istotne są sygnały możliwości skalowania. Naukowcy wytworzyli większe elektrody o wymiarach 10×10 cm, co sugeruje wyjście poza czysto laboratoryjny etap w stronę wczesnej fazy przedprzemysłowej. Ponieważ ogniwa litowo‑powietrzne czerpią tlen z otoczenia, wewnątrz komórki zwalnia się miejsce, a gęstość energii rośnie — i to w sposób, który wreszcie może przełożyć się na praktykę.

Taki przepis szczególnie kusi w motoryzacji elektrycznej, lekkim lotnictwie i elektronice przenośnej — wszędzie tam, gdzie liczy się każdy kilogram. Gdyby technologia trafiła do masowej produkcji, rynek aut elektrycznych mógłby wyraźnie przyspieszyć: przy dwukrotnie lub trzykrotnie większej gęstości energii lęk o zasięg miałby powody zniknąć, a auta spalinowe stanęłyby przed realnym wyzwaniem. Liczby sugerują moment przełomowy, o ile wraz ze skalowaniem sprzętu nadąży trwałość i żywotność cykliczna.