Reklama

Pátek 2. prosince 2022, svátek má Blanka, venku je 0.9 °C

Vědci z olomoucké univerzity vyvíjejí materiál, který může být revolucí v ukládání elektřiny

Zprávy z regionu

26.10.2022

Autor: jap roc

Na Univerzitě Palackého byl zahájen mezinárodní projekt, který propojuje výzkum v oblasti uchovávání elektrické energie s praxí. Nanomateriál, který vyvinuli olomoučtí vědci, se totiž ukazuje jako velmi vhodný pro zařízení ukládající elektrickou energii, takzvané superkondenzátory. Do budoucna by mohl být materiál využit i pro výrobu baterií s podstatně lepšími vlastnostmi, než jde dnes běžné: rychleji by se nabíjely, jejich kapacita by byla podstatně vyšší a míra opotřebení by byla velice nízká.

Veronika Šedajová vkládá materiál pro konstrukci superkondenzátoru do velké přechodové komory gloveboxu.

Foto: archiv CATRIN

Výzkumníci z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií – CATRIN UP na projektu pracují už zhruba šest let. Projekt je nyní ve fázky, kdy vědci vyzkoušeli dusíkem obohacený grafen v laboratorních podmínkách. Nyní zahajují ve spolupráci s kolegy z Bar-Ilanovy univerzity v Izraeli a italské firmy ITELCOND přípravu prototypu zařízení. Díky v tuzemsku ojedinělému evropskému grantu, kterým je projekt Evropské rady pro inovace (EIC) Transition Challenges, získali podporu bezmála 2,5 milionu eur (cca 62,5 milionů korun).

Superkondenzátory, které slouží pro ukládání elektrické energie, nabízejí velmi zajímavou alternativu k aktuálně nejvíce využívaným lithiovým bateriím. „Nedávno jsme vyvinuli elektrodový materiál na bázi grafenu, dvojrozměrného materiálu skládajícího se z jediné vrstvy uhlíku, který vykazuje jedinečné vlastnosti. Naším cílem je superkondenzátor, který bude v porovnání s bateriemi bezpečnější, levnější, a především bude mít vysokou kapacitu a dlouhou životnost. Od vývoje materiálů a jeho syntézy v laboratorním měřítku se nyní blížíme k prototypu, který je už předstupněm pro finální výrobek,“ uvedl hlavní řešitel Michal Otyepka z CATRIN. Podle něj bude nová technologie i podstatně šetřrnější k životímu prostředí. Současné baterie, které se využívají od mobilních telefonů až po elektromobily, totiž využívají lithium. To se těží ze solanky, což jsou podzemní vody s vysokým obsahem rozpuštěných látek a tento proces budí značnou nelibost ekologů. Nové baterie, které by mohly vzniknout díky práci olomoucké univerzity, si, zjednodušeně řečeno, vystačí s uhlíkem a dusíkem.

Test funkčnosti superkondenzátoru – rozsvícení LED diody.

Foto: archiv CATRIN

První gramy materiálu výzkumníci připravili teprve před čtyřmi lety, nyní jsou schopni jej přichystat v kilogramových množstvích. Vlastnosti materiálu, který chrání evropský patent, budou výzkumníci dále optimalizovat tak, aby jej mohli využít v pilotní výrobě nového typu superkondenzátoru. Cílem je zvýšení objemové energetické hustoty superkondenzátorů nad padesát watthodin na litr, což je asi dvakrát více než u nejlepších součástek na současném trhu. To umožní jejich široké využití v elektromobilech i jako podpory baterií v zařízeních, do nichž je potřeba dodat velké množství energie ve velmi krátkém čase.

Svými zkušenostmi přispějí i vědci z Bar-Ilanovy univerzity v Izraeli, která má vedoucí postavení v oblasti materiálů pro skladování energie s velkým důrazem na technologicky orientovaná řešení s aplikovatelným přístupem. „Proto jsme se přirozeně rozhodli připojit k úžasnému týmu v tomto projektu a spolupracovat na vývoji prototypu unikátních aktivních materiálů vyvinutých na olomoucké univerzitě. Naším úkolem je zaměřit se na sestavování pouzdrových článků zařízení pro ukládání energie pomocí 2D materiálů,“ uvedl za izraelské partnery Malachi Noked.
Akademiky v projektu doplní zástupci italské firmy ITELCOND. „Jako společnost, která si vždy zakládala na schopnosti být referenčním partnerem od počátečního nápadu až po komercializaci finálního projektu, jsme nadšeni, že se můžeme podílet na projektu, který kombinuje čistý výzkum s technologickým transferem a uvedením nového produktu na trh. Naším cílem je poskytnout tomuto projektu veškeré znalosti, které jsme za více než 45 let naší činnosti získali. Zároveň společně s neuvěřitelným týmem, s nímž spolupracujeme, hodláme vybudovat silné zázemí, které nabídneme budoucím zákazníkům tohoto výrobku,“ uvedl ředitel společnosti Luca Primavesi.

V rámci výzvy EIC Transition Challenges bylo předloženo 22 návrhů ze 17 zemí. CATRIN bude koordinovat tento druh projektu jako jediná instituce nejen v tuzemsku, ale také v takzvaných widening zemích, kam patří především nové členské státy EU přistoupivší po roce 2004. Hledání materiálů pro účinné ukládání elektrické energie patří mezi významné globální výzvy, navíc získává ještě více na aktuálnosti v souvislosti s potřebou omezit spotřebu fosilních paliv, rostoucí mobilitou a zvyšujícím se počtem elektronických zařízení.