Înainte să ajungem la alternativele sustenabile, dintre care o parte sunt disponibile pe piață în acest moment, trebuie să înțelegem ce este aceea o baterie cu litiu și cum funcționează ea.

Bateriile li-ion: ce sunt

Bateriile litiu-ion (li-ion) sunt unul dintre cele mai utilizate tipuri de baterii de pe piață în prezent în aplicații precum electronicele de consum (laptopuri, telefoane, wearables etc.) și chiar în industrii precum cea auto sau energetică, în mașini și camioane electrice sau în sisteme pentru stocarea energiei.

Motivul este că acestea sunt ușoare și au una dintre cele mai bune densități energetice din prezent, astfel că raportat la o anumită masă, ele stochează mai multă energie decât multe alte soluții, care ar trebui să fie mai mari sau mai grele pentru a putea stoca la fel de multă energie.

Există, totuși, dezavantaje când vorbim despre utilizarea acestor baterii în dispozitive moderne, cum ar fi supraîncălzirea, care poate duce la diminuarea performanței și chiar la pornirea unor incendii, dar și probleme de durabilitate.

Dacă este expusă la șocuri mecanice, cum ar fi lovituri sau perforări, celulele li-ion se pot aprinde sau pot chiar exploda, iar stingerea unui astfel de incendiu este dificilă și necesită metode specifice, cum ar fi folosirea nisipului umed.

Tehnologii inovatoare pentru baterii în viitorul lumii digitale

Din cauza acestor limitări și posibile probleme, industria a lucrat din greu până în prezent pentru a găsi noi tehnologii care să ne ofere alternative mai sigure, mai eficiente și mai prietenoase cu planeta, fără a sacrifica performanța sau capabilitățile de stocare.

Bateriile cu flux de fier sunt una dintre cele mai recente astfel de inovații, deși ea nu este deloc recentă, fiind dezvoltată prima dată în 1980.

Aceste baterii folosesc doi electroliți lichizi compuși din sulfați de fier dizolvați în apă, care sunt stocați în două compartimente separate.

Asta înseamnă că, pentru stocarea unei cantități mai mari de energie, se vor folosi două compartimente mai mari.

ESS este un startup din Oregon care a început să producă în masă această tehnologie, despre care am scris și noi, și care colaborează în prezent cu Aeroportul Schiphol din Olanda pentru a le implementa în operațiuni la sol.

Comparativ cu bateriile li-ion, acestea nu pot îmbătrâni, pentru că atunci când electrolitul dă semne de oboseală, se poate adăuga material nou.

Componentele acestor baterii sunt mai accesibile, mai ușor de găsit și nu prezintă același risc pentru mediu precum celulele li-ion.

Singura problemă este că, momentan, ele nu pot fi folosite decât pentru operațiuni la sol, în unități pentru stocarea energiei, fiindcă sunt mari și grele, însă pe măsură ce tehnologia evoluează, și posibilitățile devin mai numeroase.

Totuși, sectorul energetic are o alternativă sustenabilă și durabilă pentru a stoca energia produsă de sursele regenerabile, pe care o putem utiliza atunci când soarele nu este pe cer sau când vântul nu bate cu putere.

Bateriile cu sodiu, o rudă apropiată a bateriilor cu litiu

Bateriile sodiu-ion sunt destul de similare cu cele litiu-ion, în sensul în care ambele folosesc un electrolit lichid, însă tipul de ioni este factorul diferențiator în acest caz.

Sodiul folosit în celulele sodiu-ion este de aproximativ 500 de ori mai abundent decât litiul, poate fi extras cu ușurință și fără riscuri, iar aceste baterii inovatoare folosesc aluminiu, în loc de cupru, deci sunt mai ieftine, în teorie.

Totodată, bateriile cu sodiu pot funcționa și la temperaturi mai ridicate, deci sunt sigure pentru aplicații în medii fierbinți, însă problemele principale sunt producția subdezvoltată și metodele limitate de producție, care țin prețul sus, deocamdată.

Pilele de combustie cu hidrogen, un alt fel de baterii

Pilele de combustie cu hidrogen nu sunt baterii, tehnic vorbind, dar ele rămân în continuare surse de alimentare fără emisii care produc electricitate, deci pot fi considerate similare, mai ales pentru că sunt deja folosite în industrii precum cea auto.

Pilele de combustie folosesc hidrogenul drept combustibil principal, pe care îl combină cu oxigenul pentru a genera curent electric, iar singurul produs secundar sunt vaporii de apă.

Această tehnologie a evoluat suficient, astfel încât pilele de combustie sunt mai sigure decât bateriile li-ion, pentru că rezervoarele cu hidrogen sunt mai durabile și oferă și alte avantaje, cum ar fi faptul că pot fi alimentate mult mai rapid.

Totodată, rezervoarele cu hidrogen nu pierd capacitate în timp, spre deosebire de celulele litiu-ion. Dezavantajele ar fi că această tehnologie nu este încă adoptată în masă, pentru că este nevoie și de stații de alimentare cu hidrogen, iar prețul combustibilului este de multe ori mai ridicat decât cel al curentului electric, astfel că nu vei avea o pilă de combustie în telefon prea curând.

Bateriile cu grafen, tehnologia science-fiction dezvoltată în prezent

Bateriile cu grafen sunt probabil cea mai nouă și costisitoare tehnologie din industrie, însă totodată și una dintre cele mai promițătoare.

Grafenul este obținut din atomi de carbon așezați sub formă bidimensională și seamănă cu un fagure.

Deși este atât de subțire încât este chiar transparent, grafenul este considerat mai dur decât oțelul și diamantele, fiind și un foarte bun conductor de electricitate.

Principalele avantaje ale grafenului față de bateriile litiu-ion sunt încărcarea mai rapidă, capacitatea și eficiența energetică mai bune, dar și greutatea redusă.

Problemele, până în prezent, sunt costurile ridicate și incapacitatea de producție în masă a acestui material.

Samsung este una dintre companiile care investește în prezent multe resurse pentru a dezvolta baterii cu grafen, în vreme ce alte organizații, cum este CellsX, produce deja astfel de celule pentru companiile care vor să le testeze și să le îmbunătățească.

Acestea sunt doar câteva dintre tehnologiile care ne-ar putea permite să ne alimentăm dispozitivele și locuințele cu energie curată în orice moment, fără a face rău mediului și fără a ne expune chiar pe noi la pericolele pe care le prezintă utilizarea bateriilor litiu-ion.