Kobaltas yra būtinas ličio jonų akumuliatorių komponentas. Jis naudojamas katodų gamyboje. Tačiau didžiausia dalis šiuo metu naudojamo kobalto yra iškasama Konge, daugeliu atveju šį pragarišką darbą atlieka netgi vaikai.
Šiuo faktu mėgsta naudotis aplinką itin teršianti iškastinio kuro pramonė, kuri dažnai užsipuola elektrinių automobilių gynėjus, teigdama, kad ir „jūs nesate tokie jau švarūs“. O kai padidėjo ličio jonų baterijų paklausa, natūraliai pakilo ir kobalto kaina. Tačiau viskas gali kardinaliai pasikeisti.
Mokslininkai iš Berklio universiteto Kalifornijoje rado būdą kaip sukurti tokius katodus, kuriuose būtų naudojamas ne tik kobaltas, bet ir kiti metalai, kaip kad manganas. Kiti metalai yra ne tik kur kas pigesni nei kobaltas, bet pasirodo, kad nauji katodai turi 50 % daugiau talpos.
„Mes atidarėme naują baterijų technologijų cheminę erdvę, – teigia Berklio Medžiagotyros ir inžinerijos katedros profesorius Gerbrandas Cederis. – Pirmą kartą mes turime tikrai pigų elementą, kuris gali užtikrinti greitą elektronų judėjimą baterijose. Kad galėtume susidoroti su kobalto išteklių problemomis, mes tiesiog turime jo atsikratyti (arba gerokai sumažinti jo poreikį aut. past.). Naujieji katodai mums leidžia žaisti su daugeliu elementų, esančių periodinėje elementų lentelėje.“
Cederis yra šio tyrimo vadovas, o rezultatai buvo paskelbti moksliniame žurnale „Nature“. Tyrimą atliko burys mokslininkų iš įvairių institucijų: Berklio universiteto, Berklio laboratorijos, Argono Nacionalinės laboratorijos ir Santa Kruzo universiteto.
Nuo 2014 metų Cederis su kolegomis dirba prie tokio tipo katodų. Naudodami procesą, vadinamą „fluoro dopingavimu“, mokslininkai į katodą sugebėjo įtraukti daug mangano. Pasak „Berkeley News“, katodai, turintys daugiau mangano jonų su tinkama įkrova, gali išlaikyti daugiau ličio jonų, todėl padidėja baterijos talpa.
Katodo veikimo efektyvumas matuojamas vato valandomis kilograme – Wh/kg. Tad katodai su manganu priartėjo prie 1000 Wh/kg reikšmių, kai įprasti ličio jonų katodai siekia 500–700 Wh/kg. „Baterijų pasaulyje, lyginant su tradiciniais katodais, tai yra didžiulis proveržis“, – sakė tyrimo bendraautorius Jinhyukas Lee.
Dabar prasideda vienas iš sunkiausių darbų – komercializuoti šią technologiją. Cederis mano, kad ši mangano katodo technologija pasiekė kažką daug svarbesnio, tai yra atvėrė naujas katodo dizaino galimybes. „Staiga paaiškėjo, kad mes turi gerokai daugiau cheminės laisvės, ir aš manau, kad tai bus tikras sujudimas, nes dabar galime atlikti ne tik naujus katodų tyrimus, bet ir jų rezultatus pritaikyti praktiškai.“
Tad visai elektromobilių pramonei, šių transporto priemonių pirkėjams ir gerbėjams tokios naujienos yra itin džiugios. Tai reiškia, kad svajonė apie ekologiškesnes ir pigesnes baterijas artėja prie tikrovės.
