Čína dosáhla průlomu ve vývoji superbaterií pro bezpilotní letouny.

Čínští vědci vyvinuli novou metodu, která výrazně zlepšuje výkon lithium-sírových baterií, což je průlom, který by mohl bezpilotním letounům (UAV) umožnit letět mnohem dále na jedno nabití.

Nedávný výzkum publikovaný v časopise Nature otevírá nové cesty k odolnějším a výkonnějším bateriím pro letectví v nízkých nadmořských výškách a mnoho dalších aplikací.

V současné době většina konvenčních bezpilotních letadel používá lithium-iontové baterie, které se blíží svým limitům hustoty energie. Hustota energie těchto baterií – množství elektrické energie uložené na jednotku hmotnosti – je obvykle nižší než 300 watthodin/kg, což vede k „obavám o dolet“, které omezují dobu letu.

Lithium-sírové baterie jsou považovány za slibnou alternativu díky své teoreticky vysoké energetické hustotě ve spojení s hojností a nízkou cenou síry.

V praxi se však tento typ baterie potýká s velkou překážkou, protože během nabíjení a vybíjení prochází síra složitým chemickým procesem, který produkuje mnoho rozpuštěných meziproduktů.

Tyto meziprodukty mají tendenci difundovat směrem ven, zpomalovat reakce a plýtvat energií.

Výzkumný tým vedený Mezinárodní postgraduální školou Tsinghua v Šen-čenu (Tsinghua SIGS) navrhl nové řešení začleněním „meziproduktu“ do procesu elektrochemické sulfurace.

Výzkumník Chu Quang Man z této školy vysvětlil: „Představte si to jako speciální přísadu, která ‚dřímá‘ uvnitř baterie, dokud není potřeba. Když začne reakce síry, tato přísada se ‚probudí‘ přímo v místě reakce a začne fungovat.“

Podle něj se tato molekula po aktivaci naváže na rozpuštěné meziprodukty a zabrání jejich úniku. Pomáhá také budovat „rychlé dráhy“ pro elektrické reakce, čímž se celý proces mnohem zefektivňuje a zjemňuje.

Výzkumný tým také přepracoval reakční síť na molekulární úrovni. Nově vyvinutá molekula snižuje vnitřní odpor baterie o 75 % ve srovnání s konvenčními konstrukcemi.

V testech si nový typ baterie vedl stabilně po dobu 800 cyklů nabíjení a vybíjení a udržel si téměř 82 % své kapacity.

Ještě pozoruhodnější je, že výzkumný tým postavil praktický prototyp kapesní baterie s energetickou hustotou 549 watthodin/kg, což je téměř dvojnásobek oproti mnoha standardním bateriím, které se v současnosti používají pro bezpilotní letouny. To má pro bezpilotní letouny významné důsledky – vyšší energetická hustota znamená delší dobu letu, větší užitečné zatížení a širší provozní dosah.

Výzkumný tým se domnívá, že tato strategie molekulárního designu by mohla být rozšířena i na další oblasti, včetně průtokových baterií, lithium-kovových baterií a dokonce i procesů přímé recyklace baterií.

(VNA/Vietnam+)

Zdroj: https://www.vietnamplus.vn/trung-quoc-dat-dot-phat-ve-sieu-pin-cho-uav-post1109908.vnp