Kako se svijet kreće prema proizvodnji čiste energije, nedvojbeno će se povećavati potreba za čistim baterijama za prijevoz. Do sada su najučinkovitije rješenje litij-ionske baterije, ali one imaju mnogo nedostataka.
Natrijeve ionske baterije imaju ogroman potencijal kao alternativa, ali njihova tehnologija znanstvenicima zadaje puno glavobolja. Sada istraživači sa Sveučilišta u Ženevi vjeruju da su ih riješili.
Problemi s litij-ionskom baterijom raspravljalo se više puta. Nisu baš sigurni jer se njihov tekući elektrolit može zapaliti u raznim nesrećama. Osim toga, sam litij nalazi se na prilično malom dijelu Zemlje. Znanstvenici kažu da će to u budućnosti predstavljati iste geopolitičke probleme kao i nafta sada. Napokon, kako tehnologija napreduje, uvijek moramo tražiti bolja rješenja.
Natrij, susjed litija na periodnom sustavu elemenata, dobar je kandidat za zamjenu ovog rijetkog i plemenitog metala. Posvuda imamo puno natrija. Barem u teoriji, natrijeve ionske baterije mogle bi biti sigurnije i snažnije ako se koristi čvrsti elektrolit. Međutim, postoji jedan problem - natrij je teži od litija, što mu otežava prolazak kroz elektrolit.
Još 2013.-2014., Japanski i američki znanstvenici otkrili su da hidroborati mogu biti izvrsni elektroliti za natrijeve baterije, ali tek nakon postizanja temperature od 120 C. Te su temperature jednostavno neprihvatljivo visoke za svakodnevne baterije, ali istraživači u Ženevi koji desetljećima rade s hidroboratima vidjeli su rješenje za ovaj problem.
Ženevski kristalografi (kristalni kemičari) počeli su poboljšavati hidrobolni elektrolit i postigli izvrsne rezultate.
"Uspjeli smo upotrijebiti hidrobolni elektrolit u temperaturnom rasponu od sobne temperature do 250 C bez ikakvih sigurnosnih razloga", rekao je Radovan Cerny, voditelj projekta.
Istraživači su također pozdravili činjenicu da će natrijeve ionske baterije koje razvijaju biti još snažnije.
Kako su istraživači to učinili? Odgovor na ovu zagonetku našao se u kaosu. Kristalografi su zbunjivali obično uredan sastav hidroborata stvarajući sfere bora i negativno nabijenog vodika. Razmaci između njih bili su dovoljno veliki da se pozitivno nabijeni natrijevi ioni mogu kretati između jedne i druge elektrode. Mješovita formulacija, iako neučinkovita, omogućuje natrijevim ionima slobodno kretanje.
Istraživači kažu da razvijaju idealnu bateriju na bazi čvrstog elektrolita nesavršene strukture. Još je puno posla potrebno napraviti prije proizvodnje i testiranja takvih baterija. Ali prvi su rezultati zaista dobri.
Natrijeve ionske baterije mogu zamijeniti litij-ionske stanice, čineći ih sigurnijima, jeftinijima i ekološki prihvatljivijima.