Acumulatorii pe bază de potasiu, posibilă alternativă pentru tehnologia Li-ion

Deşi şi-au demonstrat versatilitatea echipând actuala generaţie de vehicule electrice, acumulatorii Li-ion au trei mari dezavantaje care le pun sub semnul întrebării viitorul în industria auto. Folosesc ca materii prime elemente rar întâlnite în natură, care pe măsură ce se epuizează vor deveni şi mai costisitoare, au densitate de înmagazinare a energiei relativ mică, raportat la greutatea şi volumul ocupat. Poate cel mai deranjant este însă timpul de aşteptare la încărcare, posesorii de vehiculele electrice fiind obligaţi sa-şi planifice deplasările pe distanţe mari incluzând şi vizitele la staţiile de încărcare.

O posibilă soluţie la aceste probleme ar putea veni din Rusia, unde cercetători ai institutului de tehnologie Skoltech şi oameni de ştiinţă ai Institutului pentru Probleme de Fizică-Chimie din cadrul Universităţii Federale Ural au dezvoltat un nou tip de acumulator care substituie Litiu ca principal element reactiv cu Potasiul, un metal cu potenţial şi mai mare de stocare a energiei care până acum a fost evitat din pricina alcalinităţii sale foarte greu de exploatat în mod nedistructiv. Spre deosebire de Litiu, Potasiul este un element foarte uşor de găsit în natură.

Fără a include metale rare precum cobalt, nichel sau manganan, disponibile la nivel global doar de la câţiva furnizori, echipa de cercetători a reuşit obţinerea unui catod pentru acumulatori care poate funcţiona atât cu electroliţi pe bază de litiu, dar şi potasiu şi sodiu, oferind timpi de încărcare între 30 şi 60 de scunde şi anduranţă măsurată în mai multe mii de cicluri complete încărcare-descărcare.

În prezent, cercetătorii lucrează la două variante de acumulatori, prima vizând dezvoltarea unei tensiuni de 1.6 volţi per celulă, iar al doilea până la 3.6 volţi per celulă. Primul tip de acumulator este mai longeviv, dar are capacitate redusă de stocare a energiei. A doua variantă poate fi o alternativă compatibilă cu acumulatorii Li-Ion convenţionali, mai ieftin de produs şi cu densitate de stocare a energiei atingând 593 Wh/kg, comparabilă celor mai performanţi acumulatori Li-ion disponibili în prezent.

Următorul pas ar fi investigarea potenţialului oferit de acumulatori hibrizi Sodiu-Potasiu (NaK), având până la 22% din greutate reprezentată de Sodiu, ţintind maximizarea densităţii de stocare a energiei. În testele de laborator, bateriile bazate pe aceste două materiale şi catozi pe bază de polimeri au prezentat densităţi de stocare a energiei de aproape 100.000 Wh/kg, pierzând doar 11% din capacitate după 10000 cicluri de încărcare-descărcare. Potrivit echipei de cercetători astfel de baterii pot fi încărcate-descărcate în mai puţin de 10 secunde, tehnologia fiind asemănătoare super-capacitoarelor, dar fără dezavantajul densităţii reduse de stocare a energiei.