Shranjevanje energije – potreba po boljših baterijah

V baterijah se s pomočjo elektrokemijskih reakcij električna energija shranjuje za prihodnjo uporabo. Baterije so narejene iz dveh elektrod – negativnega pola (katode) in pozitivnega pola (anode) – in elektrolita.

V primerjavi s tekočimi fosilnimi gorivi se v baterijah shranjuje manjša količina energije na enako težo oziroma volumen materiala. Ta lastnost ter stroški, razpoložljivost surovin in razmeroma počasno polnjenje so nekateri od današnjih ključnih izzivov na področju tehnologije baterij.

Trenutno so zlati standard za shranjevanje elektrike litij-ionske baterije. Uporabljajo se v različnih napravah, vključno s prenosno elektroniko in električnimi avtomobili. Zaradi uporabe baterij v teh napravah v prihodnosti bomo potrebovali večje zmogljivosti shranjevanja in hitrejše polnjenje, hkrati pa se bodo znižali stroški.

Z nanomateriali je mogoče zasnovati boljše baterije, saj zagotavljajo boljše materiale za katode in anode. Večja površina nanomaterialov, kot je grafen, pripomore k povečanju stika med katodami, anodami in elektrolitom, kar omogoča hitrejše polnjenje baterij.

Za izdelavo močnih, vzdržljivih elektrod z veliko mehansko integriteto in ohranjeno prožnostjo se lahko uporabljajo ogljikove nanocevke. Znanstveniki nanomateriale uporabljajo tudi za zmanjšanje obrabe v baterijah, s čimer zagotovijo, da te svojo zmogljivost ohranijo tudi po številnih ciklih polnjenja.

Nanomateriali lahko prispevajo h gospodarni in tehnološki vzdržnosti tudi drugih tehnologij baterij, ne le litij-ionskih. Tehnologije baterij se opirajo na surovine, ki so na voljo v večji količini, zato bi lahko bile natrij-ionske baterije primeren nadomestek, saj je natrij na voljo v večjih količinah kot litij.