Mikroskopický snímek katody nové baterie. Kredit: MIT.

Lidstvo stále produkuje ohromné množství oxidu uhličitého a mění tím atmosféru planety. Můžeme nad tím bědovat anebo vymyslet technologie, které nám s tím pomohou. Už se objevily nápady s lapáním oxidu uhličitého z atmosféry a jeho ukládáním v podzemí, s jeho ukládáním v betonu, s jeho přeměnou na uhlíková vlákna nebo i s výrobou paliva z tohoto skleníkového plynu.

Betar Gallant. Kredit: MIT.

V institutu MIT dávají tradičně přednost technologickému přístupu a chrlí jednu zajímavou technologii za druhou. Teď vymysleli nový pozoruhodný způsob využití pro nadbytečný oxid uhličitý, unikátní lithium-karbon dioxidové baterie (nebo méně elegantně, lithiové bakterie s oxidem uhličitým, Li-CO2 baterie).

Oxid uhličitý je dnes tak obávaný, že působí jako všehoschopný. Ale ve skutečnosti je dost obtížné konvertovat plynný oxid uhličitý na jinou formu této látky. Obvykle to vyžaduje velké množství energie, což stojí hodně peněz a komplikuje to praktickou využitelnost zmíněných postupů.

Schéma Li-CO2 baterie. Kredit: Khurram et al. (2018), Joule.

Betar Gallant a její spolupracovníci navrhují, že bychom mohli oxid uhličitý využívat k provozu nového typu baterií. Oxid uhličitý není zrovna dvakrát reaktivní. Předešlé pokusy v tomto směru zahrnovaly použití kovových katalyzátorů. Tým MIT ale našel způsob, jak použít elektrodu z uhlíku. V jejich technologii nejprve předpřipraví oxid uhličitý jeho zabudováním do vodního roztoku aminu. Ten poté smíchají s dalším kapalným elektrolytem a použijí v baterii, která má uhlíkovou katodu a lithiovou anodu.

Podivuhodná baterie nejen dodává energii srovnatelně s existujícími lithium-vzduchovými bateriemi, ale má ještě bonus navíc. Konvertuje oxid uhličitý v elektrolytu do pevného minerálu karbonátu. Shodou okolností jde o velmi efektivní metodu přeměny oxidu uhličitého z plynu na pevnou látku, účinnější než je většina podobných technologií. Takto získaný karbonát je pak možné dál využít, třeba i k výrobě uhlíkových katod pro lithium-karbon dioxidové baterie.

Současná verze nové baterie je zatím jenom testovací prototyp. Podle Gallantové potrvá ještě několik let, než bude k dispozici komerčně dostupná baterie tohoto typu. Zároveň je nutné vyřešit několik podstatný technických překážek, jako je například bídná nabíjitelnost. Baterie totiž zvládne asi tak 10 nabíjecích cyklů. Badatelé rovněž věří, že jejich systém bude možné adaptovat pro nepřetržitý provoz. Za pár let se uvidí.

Literatura
MIT News 21. 9. 2018, Joule online 21. 9. 2018.