Ličio jonų baterijos naudojamos visur – nuo elektromobilių iki jūsų išmaniųjų telefonų. Tai – ateities atsinaujinančios energetikos raktas. Tačiau ličio baterijų saugumas ir poveikis aplinkai vis dar kelia abejonių. Tai gal jį reikėtų pakeisti dažniau sutinkamu metalu? Indijos technologijos instituto mokslininkai ruošia atsakymą.
Geležies Žemėje netrūksta
© commons.wikimedia.org
Pagal paplitimą litis yra 25-as elementas Žemėje. Tiesa, jis niekada neaptinkamas grynoje formoje, nes jis yra labai reaktyvus. Tai kelia ir saugumo problemų – vos pažeistos ličio jonų baterijos užsiliepsnoja, o jas užgesinti yra pakankamai sunku.
Kita problema – gavyba ir augantis ličio mineralų poreikis. Ličio gavyba nėra visiškai švari (tiek tiesiogine prasme, tiek kaip verslas), o ir manančių, kad ličio pramonė nesugebės patenkinti paklausos tikrai netrūksta. Litis šiuo metu įprastai išgaunamas naudojant milžinišką vandens kiekį (beveik 2 milijonai litrų vandens tonai ličio) arba pasitelkus aplinkai ir žmonėms žalingus chemikalus. Taigi, jei tik pavyktų litį pakeisti kuo nors saugesniu ir labiau paplitusiu, baterijų pramonė pakiltų į naują lygį.
Indijos mokslininkai siūlo imtis geležies jonų baterijų kūrimo. Geležis yra ketvirtas elementas Žemėje pagal paplitimą. Geležies jonų baterijos taip pat būtų saugesnės, nes plienas, kuris būtų panaudotas kaip anodas, taip energingai nereaguoja į sąlytį su oru. Mokslininkai teigia, kad geležies jonai turi baterijoms reikalingas savybes ir galėtų būti pritaikyti pakankamai lengvai. Iš tiesų geležies oksidacijos-redukcijos potencialas (gebėjimas atiduoti ir prijungti elektronus) yra net geresnis nei ličio.
Tačiau šiuo metu geležies jonų baterijų mes nenaudojame. Mokslininkų baterija sėkmingai atlaikė 150 įkrovimo-iškrovimo ciklų. Po 50 ciklų šios baterijos talpos išlaikymo rodiklis siekė tik 54 %. Nedaug.
Vienas iš iššūkių – katodas. Kuo daugiau geležies jonų gali prisijungti prie katodo, tuo daugiau energijos galima saugoti baterijoje. Taigi, mokslininkai dabar bandys įvairius oksidus, kol suras optimaliausią derinį. Tokios geležies jonų baterijos būtų saugesnės ir pigesnės nei ličio jonų analogai, bet dar klausimas, ar pavyks pasiekti norimą talpą ir ilgaamžiškumą.
Dėl augančio baterijų poreikio reikėtų kaltinti ne tik elektra varomą transportą ir išmaniuosius įrenginius. Pasaulis nusisuka nuo tradicinių energijos gamybos būdų, tačiau atsinaujinančios energijos šaltiniai nėra pastovūs. Vėjo jėgainės sukasi ne visada (o kartais greičiausiai sukasi tada, kai energijos poreikis yra mažiausias), o ir saulės jėgainėms nepatinka apsiniaukusios dienos. Taigi, reikės elektros energijos saugyklų, kuriose bus kaupiama perteklinė energija. Ličio jonų baterijos jas paverstų itin brangiomis ir potencialiai pavojingomis. Bet ar geležies jonų elementai bus tinkama išeitis parodys tik laikas.
