Nokia Bell Labs a AMBER vyvinuli nové baterie pro aplikace 5G

NOKIA nové baterie pro aplikace 5G

NokiaVýzkumníci společnosti Nokia Bell Labs a výzkumného centra AMBER (Advanced Materials and BioEngineering Research) financovaného Science Foundation Ireland vyvinuli nové výkonnější baterie, které poskytují až 2,5krát vyšší kapacitu než současné Li-Ion baterie na trhu. Vzhledem k nástupu mobilních sítí 5G, které sebou přinesou očekávaný rozvoj spotřebitelského a průmyslového Internetu věcí (vše od nositelných technologií, všudypřítomných senzorů až po průmyslové roboty), by tato nová konstrukce baterie měla v budoucnu výrazně pomoci rozvinout potenciál propojeného světa.

Rostoucí požadavky na výkonnost připojených zařízení, jako smartphony, drony, elektrická vozidla či roboti, vyžadují výkonnější baterie, a to jak pro nové aplikace, tak zajištění delší životnosti baterií pro stávající aplikace. Nová konstrukce baterie bude mít velký dopad také pro mobilní sítě 4G a 5G, kde pro síťová zařízení nemusí být konvenční napájení vždy dostupné, nebo tam, kde jsou systémy nouzového zálohování baterie nezbytné pro udržení provozu systémů.

Jedním z problémů na cestě k dosažení větší kapacity baterií je mechanická nestabilita jejich elektrod. Výzkumníci proto experimentovali s kompozitními materiály vytvořenými z uhlíkových nanotrubiček a různých materiálů jako křemík, grafit nebo částice na bázi kovu a oxidu, které potlačují mechanické nestability zpevněním kompozitu. To umožňuje výrobu elektrod s tloušťkou až 800 μm. Tyto kompozitní elektrody vykazují vodivost až 1 × 104 S/m a nízký vnitřní odpor, což dovoluje rychlé nabíjení a přibližují se teoretické hranici specifické kapacity. Kombinace tloušťky a specifické kapacity umožňuje plošnou kapacitu až 45 mAh/cm2 pro anodu a až 30 mAh/cm2 pro katodu. Pro praktické využití poskytují tyto kompozitní anody a katody články s měrnou energií 480Wh/kg a hustotou energie 1600Wh/l.

„Tato nová technologie umožňuje vytvořit baterie s vyšší kapacitou a menšími rozměry, což bude mít značný vliv na rozvoj 5G a vlastně celého propojeného světa,“ říká Paul King, jeden z vedoucích výzkumníků projektu a člen technického personálu společnosti Nokia Bell Labs. „Kombinace vědomostí společnosti Nokia Bell Labs z oblasti průmyslu a zařízení a odborných znalostí společnosti AMBER v oblasti vědy o materiálech nám umožnila řešit mimořádně obtížný multioborový problém.“

„Významný pokrok v technologii baterie dosažený v rámci tohoto výzkumu je důkazem úzké spolupráce mezi AMBER a společností Nokia Bell Labs. Spojení vědeckých pracovníku z oblasti průmyslu a akademické sféry se společným výzkumným cílem vyústilo v zásadní vědecký průlom,“ uvedl Dr. Lorraine Byrne, výkonný ředitel AMBER. „Partnerství AMBER se společností Nokia Bell Labs prostřednictvím programu Distinguished Academic Partners je nesmírně pozitivní zkušenost a jasně ilustruje přínosy průmyslových a akademických zakázek.“

Další výhodou této nové technologie je její potenciál zlepšit výkonnost energetických sítí, které využívají obnovitelní zdroje energie. Spolehlivé zajištění dodávek elektrické energie závisí do značné míry na technologiích skladování. Díky zde popsané technologii bude možné efektivně zvládat velké fluktuace při výrobě elektrické energie ve větrných a solárních elektrárnách. V budoucnu se také očekává mnohem větší využívání systémů obnovitelné energie, takže potřeba efektivního a rychlého nabíjení a kompaktního skladování energie nabude ještě na významu.

Žádost o patentování této technologické konstrukce baterie již byla podána, což by mělo pomoci s uvedením na trh. Celý výzkum byl zveřejněn v časopisu Nature Energy v článku High areal capacity battery electrodes enabled by segregated nanotube networks.

Související příspěvky

Leave a Comment