Jak se svět bude ubírat směrem k výrobě čisté energie, bude bezpochyby stoupat potřeba čistých baterií pro přepravu. Nejúčinnějším řešením, které zatím máme, jsou lithium-iontové baterie, které však mají mnoho nevýhod.
Sodium-iontové baterie mají jako alternativu obrovský potenciál, ale jejich technologie způsobuje vědcům spoustu bolestí hlavy. Nyní vědci na univerzitě v Ženevě věří, že je vyřešili.
Problémy s lithium-iontovou baterií byly diskutovány více než jednou. Nejsou příliš bezpečné, protože jejich kapalný elektrolyt se může vznítit při různých nehodách. Samotné lithium se navíc nachází v poměrně malé části Země. Vědci tvrdí, že to v budoucnu bude představovat stejné geopolitické problémy jako nyní ropa. Nakonec, jak technologie postupuje, musíme vždy hledat lepší řešení.
Sodík, soused lithia na periodické tabulce prvků, je dobrým kandidátem na nahrazení tohoto vzácného a vzácného kovu. Všude máme hodně sodíku. Alespoň teoreticky by mohly být sodíkové iontové baterie bezpečnější a výkonnější, kdyby byl použit pevný elektrolyt. Existuje však jeden problém - sodík je těžší než lithium, což mu ztěžuje průchod elektrolytem.
V letech 2013–2014 japonští a američtí vědci zjistili, že hydroboritany mohou být vynikajícími elektrolyty pro sodíkové baterie, ale pouze po dosažení teploty 120 ° C. Tyto teploty jsou pro každodenní baterie jednoduše nepřijatelně vysoké, ale vědci v Ženevě, kteří pracují s hydroboritany po celá desetiletí, viděli řešení tohoto problému.
Ženevští krystalografové (krystalici) začali zlepšovat hydroboritanový elektrolyt a dosáhli vynikajících výsledků.
"Hydroboritanový elektrolyt jsme mohli použít v teplotním rozsahu od teploty místnosti do 250 ° C bez jakýchkoli bezpečnostních obav," uvedl Radovan Černý, projektový manažer.
Vědci také uvítali skutečnost, že sodíkové iontové baterie, které vyvíjejí, budou ještě výkonnější.
Jak to vědci dokázali? Odpověď na tuto hádanku byla nalezena v chaosu. Krystalografové zmátli obvykle čisté složení hydroboritanů vytvořením kuliček boru a záporně nabitého vodíku. Mezery mezi nimi byly dostatečně velké, aby se kladně nabité ionty sodíku mohly pohybovat mezi jednou elektrodou a druhou. Smíšená formulace, i když je neúčinná, umožňuje sodíkovým iontům volný pohyb.
Vědci tvrdí, že vyvíjejí ideální baterii založenou na pevném elektrolytu s nedokonalou strukturou. Před výrobou a testováním těchto baterií je třeba udělat ještě hodně práce. Ale první výsledky jsou opravdu dobré.
Sodium-iontové baterie mohou nahradit lithium-iontové články, což je činí bezpečnějšími, levnějšími a ekologičtějšími.