Čínští vědci zlepšili sodno-sirné baterie úpravou atomové struktury katalyzátoru

Čínští vědci přišli s novým způsobem, jak zlepšit výkon sodno-sirných baterií. Podařilo se jim to úpravou atomové struktury katalyzátoru, který v těchto článcích urychluje klíčové chemické reakce. Výzkum vedli profesoři Wang Hui a Zheng Fangcai z Laboratoře vysokých magnetických polí Hefejských institutů fyzikálních věd Čínské akademie věd. Výsledky tým zveřejnil v odborném časopise Angewandte Chemie.

Sodno-sirné baterie patří mezi technologie, které se v posledních letech zkoumají jako možná alternativa k dnes rozšířeným lithium-iontovým akumulátorům. Sodík i síra jsou na rozdíl od lithia hojně dostupné a levné, což z této kombinace činí atraktivního kandidáta pro ukládání energie ve velkém měřítku. Cesta k praktickému využití je však komplikovaná. Reakce probíhající uvnitř těchto článků jsou pomalé a nedostatečně účinné, a právě katalyzátory mají za úkol tyto potíže zmírnit.

Vědci v Hefeji se proto soustředili na samotnou strukturu katalyzátoru. Místo hledání zcela nového materiálu zvolili jiný přístup: zasáhli do jeho atomového uspořádání. Právě takto upravená struktura podle nich vede k lepšímu výkonu sodno-sirných baterií. Změna atomové struktury katalyzátoru se ukázala jako účinný nástroj pro zvýšení výkonu těchto článků.

Přístup, který výzkumníci zvolili, zapadá do širšího trendu v oblasti materiálového výzkumu. Vlastnosti katalyzátorů totiž do značné míry závisejí na tom, jak jsou v nich atomy rozmístěny a jak spolu vzájemně působí. Drobné úpravy na této úrovni mohou zásadně ovlivnit, jak rychle a účinně reakce probíhají. Využití tohoto principu v sodno-sirných bateriích by mohlo pomoci překonat některé z překážek, které dosud brání jejich širšímu nasazení.

Práce vznikla v Laboratoři vysokých magnetických polí, která je součástí Hefejských institutů fyzikálních věd Čínské akademie věd. Jde o pracoviště, které se zabývá výzkumem v extrémních podmínkách a studiem materiálů na základní úrovni. Vedoucími týmu byli profesoři Wang Hui a Zheng Fangcai.

Publikace v časopise Angewandte Chemie, který patří mezi renomované tituly zaměřené na chemii, ukazuje, že téma vývoje nových baterií zůstává ve vědecké komunitě živé. Zájem o levnější a snadněji dostupné alternativy k lithiu roste s tím, jak se zvyšují nároky na skladování energie z obnovitelných zdrojů i na další odvětví závislá na akumulátorech.

Z dostupných informací vyplývá, že jádrem objevu je právě cílená úprava atomové struktury katalyzátoru a její pozitivní vliv na chování sodno-sirných baterií. Další podrobnosti o konkrétním složení materiálu či naměřených hodnotách výkonu nejsou v tuto chvíli k dispozici. Stejně tak zatím není jasné, kdy by se podobné řešení mohlo dostat z laboratoře do praktického využití.

Sodno-sirné baterie tak zůstávají především předmětem základního a aplikovaného výzkumu. Čínský tým ovšem přidal další střípek do mozaiky, která by jednou mohla vést k levnějším a dostupnějším úložištím energie. Zda se tento přístup prosadí i mimo laboratorní prostředí, ukážou až další studie a testy, které na tento výsledek navážou.