S obzirom na sve veću integraciju obnovljivih izvora energije, raste i potreba i za pohranom energije, pri čemu, zbog tehnološkog napretka i pada cijene, baterije postaju sve prihvatljivijim rješenjem za pohranu. Prema rezultatima istraživanja objavljenim u časopisu 'Journal of Electroanalytical Chemistry', razvijen je novi materijal poboljšanih svojstava za primjenu u litij-ionskim baterijama. Materijal je razvijen je na bazi silicija, a karakterizira ga porozna struktura koja mu omogućava bolju izmjenu naboja, a unaprijeđena je i vodljivost materijala te kapacitet.
Ono što je nama naročito zanimljivo jest da je na njegovom razvoju radio istraživački tim predvođen istraživačima s Instituta Ruđer Bošković (IRB). Novi anodni materijal razvila je doktorandica Matea Raić u Laboratoriju za molekulsku fiziku i sinteze novih materijala IRB-a pod mentorstvom dr. sc. Mile Ivande, te uz pomoć dr. sc. Lare Mikac pri sintezi.
Kako je objasnila Matea Raić, silicij se pokazao kao anodni materijal nove generacije jer postiže specifične kapacitete deset puta veće od konvencionalne grafitne anode. Taj specifični kapacitet određenog materijala označava ukupnu količinu naboja koju neki materijal može primiti po masi aktivnog materijala i izračunava se teorijskim modelom. Za silicij taj teorijski model predviđa energetski kapacitet od 4200 miliamper-sati po gramu.
'Pripravljeni materijal ima poroznu strukturu, što omogućuje bolju izmjenu naboja, a dodatno je unaprijeđen depozicijom nanočestica srebra kojima smo povećali vodljivost samog materijala u svrhu postizanja većeg kapaciteta. U našim daljnjim istraživanjima pokušat ćemo dodatno optimizirati elektrodu i postići veći broj ciklusa punjenja i pražnjenja,' komentirala je doktorandica Matea Raić.
Konvencionalne baterije koje koriste grafitne anode imaju brojne nedostatke, od malih kapaciteta, skladištenja i visoke cijene. Korištenjem silicija smanjuje se trošak po kilovat satu, osim toga velika prednost silicija je i njegova prirodna rasprostranjenost. Silicijske anode mogu se pripremiti u različitim formama s ciljem smanjenja težine baterijskih spremnika. Povrh toga, sa sigurnosnog aspekta silicijske anode su primjenjivije jer je radni potencijal elektrode pozitivniji od grafitne elektrode te je manja vjerojatnost od pojave kratkog spoja. Iz toga razloga, u posljednjih nekoliko godina u svijetu je izgrađeno je nekoliko tvornica koje proizvode Li-ionske baterije s anodom na bazi silicija.
Novi anodni materijal koji je razvijen u Laboratoriju za molekulsku fiziku i sinteze novih materijala na IRB-u postigao je kapacitet vrlo blizu ovom teorijskom kapacitetu.
Naš tim je uspio eksperimentalno postići kapacitet od 3333 miliamper-sati po gramu, što znači da se postignut rezultat približio teorijskoj vrijednosti i to za silicij koji je zapravo jedini materijal koji može dati najveći kapacitet litij-ionskim baterijama, navodi dr. sc. Mile Ivanda, voditelj laboratorija.
