IBM stworzył baterie ze słonej wody?

Woda morska, źródło: Pixabay, fot. dimitrisvetsikas1969

IBM poinformował o udanych testach zupełnie nowego typu baterii elektrycznej, który może zrewolucjonizować magazynowanie energii. Nowatorskie ogniwa miałby być pozbawione metali ciężkich, a wykorzystywać składniki z… morskiej wody.

 

Tegoroczna Nagroda Nobla w dziedzinie chemii przyznana została trzem naukowcom, którzy niezależnie od siebie przyczynili się do stworzenie współczesnych akumulatorów litowo-jonowych, które pozwoliły na produkcję małych, lekkich i działających długo urządzeń elektronicznych (takich jak smartfony, laptopy czy tablety) oraz pozwoliły na rozwój motoryzacji elektrycznej.

Problemy z bateriami litowo-jonowymi

Choć jednak udoskonalanie baterii litowo-jonowych trwa od lat 70. XX wieku, wciąż nie udało się rozwiązać kilku związanych z nimi problemów. Aby w pełni mogła się rozwinąć e-motoryzacja, akumulatory muszą magazynować dużo więcej energii niż obecne i szybciej się ładować. Dziś wielu kierowców obawia się jazdy na długich dystansach samochodami elektrycznymi, co czyni z nich pojazdy głównie do poruszania się po miastach. Również ich ładowanie trwa o wiele dłużej niż zatankowanie samochodu benzyną czy olejem napędowym.

Również wykorzystanie w bateriach metali ciężkich – litu i kobaltu, rodzi wiele problemów. Pierwiastki te występują tylko w niektórych częściach świata (głównie we wschodniej Azji i Afryce), a ich wydobycie często wiąże się z pogwałceniem praw człowieka czy konfliktami zbrojnymi. Problematyczne jest również utylizowanie zużytych baterii, które są odpadami wyższego ryzyka.

Tymczasem dział badawczy IBM – IBM Research – poinformował o przełomowym odkryciu. Chodzi o opracowanie akumulatora ze składników wyodrębnionych z morskiej wody. Pozyskane w ten sposób minerały miałyby zastąpić wykorzystywane dotąd lit i kobalt, co usuwa dotychczasowe problemy z pozyskiwanie i późniejszą utylizacją bądź recyklingiem tych metali.

Co więcej, nowe baterie mają mieć też o wiele lepsze osiągi. Po pierwsze, według zapewnień IBM, ich naładowanie do 80 proc. mocy ma zająć zaledwie 5 minut, co jest czasem absolutnie rekordowym. Po drugie osiągnięto o wiele wyższą niż obecnie gęstość tej mocy (10 tys. wolt na litr elektrolitu) oraz bardzo wysoką gęstość energii (800 watogodzin na litr). Takie baterie mają też być zdecydowanie bezpieczniejsze, ponieważ ryzyko ich zapalenia się będzie znikome. A to może zakończyć zakaz przewożenia takich baterii np. w lukach bagażowych w samolotach pasażerskich.

Nobel za baterie litowo-jonowe. Europa w tyle w ich produkcji

Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii przyznano w tym roku za stworzenie i rozwój baterii litowo-jonowych. Potentatem w produkcji baterii litowo-jonowych jest dziś Azja. Europa pozostaje daleko w tyle, choć wyjątkiem jest na jej tle Polska.

 

Tegoroczna Nagroda Nobla z chemii powędrowała …

Będzie rynkowa rewolucja?

Zatem stabilność i żywotność nowych akumulatorów może zrewolucjonizować rynek. Zwłaszcza, że obecne technologie nie pozwalały na przykład serio myśleć o rozwoju także elektrycznego lotnictwa pasażerskiego. Takie rozwiązanie będzie też o wiele tańsze niż produkcja baterii opartych o stosowanie litu i kobaltu.

Aspekt moralny pozyskiwania surowców do produkcji nowych akumulatorów również nie jest bez znaczenia, nawet dla samego rynku (a nie tylko użytkowników). Przed sądem w Waszyngtonie został bowiem w ubiegłym tygodniu wniesiony pozew przeciw 5 koncernom technologicznym (m.in. Tesli, Microsoftowi, Dellowi oraz Alphabet Inc., do której należy Google) o stwierdzenie współodpowiedzialności za pracę dzieci w kopalniach kobaltu w Demokratycznej Republice Kongo.

Powództwo wniosła organizacja społeczna International Rights Advance w imieniu 14 kongijskich rodzin, których dzieci bardzo poważnie ucierpiały podczas takiej pracy. Sześcioro z tych dzieci zmarło. Inne doznały np. paraliżu czy utraty kończyny. W kopalniach jest bowiem nacisk na coraz większe i szybsze wydobycie. Z przedstawionych przez Komisję Europejską w 2018 r. szacunków wynika, że światowy pobyt na kobalt będzie rósł co roku o 7-13 proc.

Technologia ogłoszona przez IBM znajduje się jednak dopiero w fazie badań. Nie ma więc pewności kiedy i czy w ogóle uda się ja szeroko wdrożyć. W kwestii magazynowania energii (np. pozyskanej z takich odnawialnych źródeł jak wiatr czy słońce) ogłaszano już dotąd kilka rewolucji, ale żadna z tych metod dotąd się nie upowszechniła.

Ale IBM przekonuje, że w opracowanej przez ten koncern metodzie tkwi ogromny potencjał. Amerykanom udało się już też pozyskać partnerów, którzy mają pomóc we wdrożeniu baterii opartych o minerały wyodrębnione ze słonej wody. Wśród nich są m.in. takie koncerny jak Mercedes-Benz Research and Development North America czy Central Glass.

Jak skutecznie zmagazynować dużo energii?

To problem stary jak sama energetyka. Odkąd w XIX w. upowszechniła się elektryczność, wielkim wyzwaniem stało się magazynowanie energii potrzebnej do zasilania rosnącej liczby urządzeń. Tego problemu de facto nie udało się rozwiązać w pełni do dziś.

 

Tegoroczna Nagroda Nobla z …