Organiski savienojumi var aizstāt kobaltu eiropiešu baterijās

Retzemju metālu, kas palīdz zaļināt enerģētiku, Eiropā ir ļoti maz, bet tie ir vajadzīgi visur – sākot no ikdienas elektriskajām iekārtām, un beidzot ar e-auto akumulatoriem. Lai risinātu šo problēmu, zinātnieki piedāvā dažus no retzemju metāliem aizstāt ar “pašu audzētiem” organiskiem savienojumiem.

Dārgais kobalts no politiski nestabiliem reģioniem

Viens no šiem metāliem ir kobalts – būtiska litija jonu baterijas elementa katoda sastāvdaļa. Bet kobalts galvenokārt tiek iegūts politiski nestabilās valstīs, bet pats ieguves process ir bīstams kalnračiem, un tas rada indīgus atkritumus. Bez tam, pieprasījumam pēc akumulatoriem visā pasaulē augot, turpina pieaugs arī kobalta izmaksas, kas būtiski sadārdzina ne tikai bateriju ražošanas pašizmaksu, bet arī gala produkcijas – piemēram, e-auto, cenu.   

Organiska alternatīva

Kobaltam alternatīvu organisko katodu izstrādes veidu piedāvā Masačūsetsas tehnoloģiju institūtā bāzēta zinātnieku grupa no ASV un Eiropas. Viņu katods ir izstrādāts no daudziem organiskā savienojuma TAQ (bis-tetraaminobenzohinona) slāņiem un tā struktūra ir līdzīga grafītam. Vielas molekulas veido ķīmiskās grupas, ko sauc par hinoniem jeb “elektronu rezervuāriem”, un amīniem, kas palīdz materiālam veidot spēcīgas ūdeņraža saites. Savukārt, ūdeņraža saites padara materiālu ļoti stabilu un nešķīstošu. Tas ir svarīgi, jo materiāls nedrīkst šķīst akumulatora elektrolītā, tādējādi pagarinot tā kalpošanas laiku.

Strādā tikpat labi, bet maksā krietni lētāk

Labā ziņa  ir arī tā, ka ar TAQ izgatavotās “organiskās baterijas” var uzlādēt ātrāk, un tās var ražot uz pusi lētākas nekā kobalta baterijas. Turklāt materiāli, kas nepieciešami organisko katodu ražošanai, ir komerciāli pieejami un tiek ražoti lielos daudzumos kā plaša patēriņa ķimikālijas.
Arī Baltijas valstis būtu ieinteresētas alternatīvu bateriju ražošanas tehnoloģiju izstrādē un aprobācijā, jo šādas inovācijas ļautu arī ražotājiem no valstīm, kas retzemju metālus masveidā neiepērk, nākotnē kļūt par dažāda veida un enerģijas ietilpības bateriju ražotājiem.

Enerģētikas aktualitātes ir GASO veidota rakstu sērija par enerģētikas aktualitātēm Latvijā, Baltijā un visā Eiropā.