O echipă de ingineri din Elveţia a creat bateria cu stare solidă care poate fi încărcată într-un minut, imună la temperaturi extreme, având grosimea unui fir de păr

O echipă de ingineri, coagulată în start-up-ul BTRY, fondată în cadrul universităţii ETH Zurich din Elveţia, anunţă crearea unei noi baterii cu stare solidă cu caracteristici excepţionale. Bateria e formată din folii extraordinar de subţiri, de grosimea unui fir de păr şi poate fi încărcată într-un minut, fiind imună la temperaturi de extreme. Iar densitatea sa energetică mare o recomandă şi pentru aviaţie, spun creatorii săi.

Foto: Noua baterie elveţiană

Noua baterie e invenţia a doi studenţi de la universitatea ETH Zurich, ambii obţinându-şi deja şi titlul de doctor în fizică şi, respectiv, chimie — Dr. Moritz Futscher şi Dr. Abdessalem Aribia. Ei au fost îndrumaţi de profesorul lor de la ETH, Dr. Yaroslav Romanyuk, tot el membru în laboratorul federal de testare a materialelor EMPA, sub egida ETH. Cei doi studenţi, îndrumaţi şi încurajaţi de profesorul lor, au cercetat şi dezvoltat în laboratoarele universităţii materialele noii baterii, testând-o şi perfecţionând-o până când, în toamna anului trecut, au ajuns la concluzia că au făcut o descoperire majoră, iar testele de laborator arătau că peliculele lor pot stoca o cantitate excepţional de mare e energie, cu o viteză nemaivăzută până acum.

Foto: De la stânga la dreapta - Dr. Moritz Futscher, Dr. Abdessalem Aribia, şi profesorul lor Dr. Yaroslav Romanyuk

Cei doi tineri au primit susţinerea universităţii ETH în acest an de studii, prin programul acesteia de start-up-uri studenţeşti. În noiembrie şi decembrie şi-au prezentat ideea şi descoperirea în cadrul universităţii şi imediat au primit fonduri şi susţinere de la Agenţia de Inovaţie Elveţiană, de la divizia elveţiană a agenţiei spaţiale europene şi de la un fond de susţinere a inovaţiei din Elveţia şi încă de peste 5 alte entităţi cantonale şi guvernamentale din Elveţia. Iar asta spune enorm de mult despre felul în care sunt susţinuţi tinerii care aduc inovaţii într-o ţară ca Elveţia!

În luna ianuarie 2024 cei doi tineri aveau aproape un milion de franci primit de la aceste entităţi, pentru a construi primele baterii demonstrative, pentru ca viabilitatea invenţiei or să poată fi demonstrată şi verificată de terţe părţi, iar aceştia să poată astfel avea ulterior dovada clară şi de neclintit că invenţia lor merită deja sute de milioane de franci investii. Acum aceste baterii demo au fost construite, iar fizicienii şi chimiştii de la laboratorul EMPA şi de la Universitatea ETH Zurich le-au verificat şi confirmat parametrii, astfel încât toţi la unison au făcut anunţul public oficial al acestei mari invenţii din Elveţia.

Secretul acestei baterii e în compoziţia şi structura acestor folii de doar câţiva micrometri grosime. Bateria constă, astfel, din multiple folii, unele din care au rol de catod, altele de anod, iar altele de electrolit care le separă, toate fiind flexibile şi toate având stare absolut solidă, excluzând orice urmă de lichid şi solvenţi. Electrozii bateriei conţin litiu-ion, însă comportamentul acestei baterii, prin compoziţia sa complet solidă, a devenit complet imună la orice variaţii de temperaturi, întrucât nu există nici măcar urme de răşină, gel sau alte materiale ce îşi pot schimba consistenţa la variaţii de temperaturi.

Datorită acestui fapt, s-a produs un salt major în comportamentul acestei baterii. Până acum, bateriile flexibile puteau stoca puţină energie, iar aici această problemă a fost rezolvată complet. În cazul bateriilor litiu-ion rigide, acestea operează corect într-o marjă mică de temperaturi, atunci când electrolitul are consistenţa corectă, în rest fiind nevoie de management termic pentru a aduce electrolitul la starea necesară şi a evita degradarea prin depuneri de dendrite. Chiar şi la bateriile cu stare solidă, în anod sau catod există adeseori materiale menite să coaguleze compuşii de litiu sau alte materiale, aceşti materiali coagulanţi devenind oarecum vulnerabili la puteri mai mari şi la variaţii de temperatură.

Foto: Baterie cu stare solidă „obişnuită”, din cele elaborate în prezent

Procesul de fabricare al inginerilor elveţieni nu se realizează prin solvenţi aplicaţi la temperaturi înalte pentru a produce bateria. Fâşiile lor sunt produse prin împroşcare şi depunere de înaltă precizie în vid, astfel încât materialele sunt forţate mecanic să producă aceste legături şi, neavând materialele coagulante clasice între ele, nu mai sunt vulnerabile la schimbări de mediu.

Iar asta permite bateriei să funcţioneze la temperaturi de până la minus 200 grade Celsius şi mai jos până la câteva sute de grade cu plus, ea fiind compatibilă cu funcţionarea în cosmos, în spaţiu deschis, pe de o parte, dar şi în interiorul spaţiilor foarte fierbinţi, industriale, spre exemplu. Şi dacă în asemenea condiţii ea poate funcţiona practic fără vreo schimbare sesizabilă de puteri şi parametri de stocare, atunci în condiţiile unui avion electric, sau a unui camion sau automobil electric, ea e imună la orice condiţii are de înfruntat acesta.

Şi pentru că e imună la temperaturi, neavând nicio urmă de lichid, ea poate absorbi şi descărca puteri imense, de multe ori mai mari decât tot ce există până acum. Elveţienii spun că această baterie poate fi încărcată cam într-un minut!

Iar densitatea energetică a noilor baterii, deşi nu e anunţată cifric, e atât de mare, încât în sfârşit şi avioanele electrice ar putea folosi asemenea baterii în mod viabil. Şi acum acestea n-ar fi mai vulnerabile la temperaturile de -55 grade Celsius de la mare altitudine.

Sunt veşti excepţionale deci, pentru tot ce înseamnă tehnologia bateriilor în lume. Ar putea fi cel mai mare salt tehnologic din ultimii 10-20 de ani încoace în acest domeniu, iar confirmările ştiinţifice multiple care au fost acordate acestei invenţii sporesc enorm de mult încrederea care merită oferită acestei invenţii, făcute de doi tineri, care au fost susţinuţi la momentul potrivit. De aici încolo, probabil nu va mai dura mult să auzim deja despre investiţii de sute de miioane sau miliarde, şi de pregătire pentru producţia de serie bateriilor bazate pe această invenţie. Iar când vom avea maşini electrice pe care să le încărcăm un minut, şi care să fie la fel de performante vara ca şi iarna, cu aceeaşi autonomie, pur şi simplu vor dispărea orice critici şi impedimente care mai sun asociate acestor maşini. Şi nu doar maşini, ci şi camioane, nave, avioane şi orice ne mai poate veni în gând.