Student World

Tavenina boridu vanadu („vzorec“ VB₂, je to spíš sloučenina nebo slitina?) dodává elektrický proud reakcí se vzdušným kyslíkem. Provoz článku vyžaduje teplotu 700-800 °C, což je samozřejmě hodně. Nicméně se jedná o novou technologii, takže výzkumníci doufají, že se pracovní teplotu podaří snížit. Pak navrhují využití tohoto článku např. v elektromobilech v roli akumulátoru.

Jako zdroj elektronů slouží oxidace prvků na oxid boritý a vanadičný. Je obousměrná, nabíjení odpovídá redukci oxidů opět na sloučeninu obou prvků.

Dosud se namísto kyslíku v roli oxidačního činidla experimentovalo s roztavenou sírou. Ta má však větší molekulovou hmotnost (tj. menší poměr kapacity na hmotnost, protože síra přenáší v reakci stejně elektronů jako kyslík), navíc se započítává do hmotnosti baterie, zatímco kyslík lze použít z okolního vzduchu. Při nabíjení se opět uvolní, reakce tedy neprodukuje žádné vedlejší produkty/odpad. Kyslík si lze představit jako katodu, pro reakci nejsou prý potřeba membrány ani žádné exotické katalyzátory. Nicméně srovnání s bateriemi založenými na síře není zcela od věci, s nimi se totiž už v elektromobilech experimentuje a řeší se i vysoká provozní teplota článku.

Lithium-ionové baterie při redoxní reakci přenášejí 1 elektron (poznámka: lze to vzhledem k souhrnné reakci takto jednoduše říct?). Molekula VB2 jich přenáší 11 (představme si představme si oxidační čísla obou prvků původně jako 0, poté má vanad +5 a 2 atomy bóru +3). Namísto VB₂ se experimentovalo i s taveninou uhlíku (reakce s přenosem 4 elektronů) nebo železa (3 elektrony), tyto verze se však v tuto chvíli jeví méně slibné (poznámka: nevadí, že při reakci uhlíku vznikající oxid uhličitý je plynný?).

Celkové srovnání: Kapacita článku v kilowatthodinách na litr taveniny je u železa 10, u uhlíku 19, VB₂ nabízí až 27. Kdybychom chtěli kyslíkem oxidovat lithium, dosáhneme jen 6 200 watthodin na litr.

Autory projektu jsou Stuart Licht, Baochen Cui, Jessica Stuart, Baohui Wang a Jason Lau z George Washington University. Příslušný článek byl publikován v časopisu Energy & Environmental Science.

Zdroj: Phys.org

autor Pavel Houser