Patent, o kterém je řeč, byl podán již před několika lety a popisoval hybridní bateriový systém. Ten kombinoval tradiční lithium-iontový akumulátor, který by dodával energii pro akceleraci a běžnou jízdu, s metal-air baterií. Ta by fungovala spíše jako generátor energie pro prodloužení dojezdu, podobně jako malý spalovací motor v některých starších plug-in hybridech. Tento přístup měl elegantně obejít jednu z největších slabin metal-air technologie – její nižší okamžitý výkon.
Princip metal-air baterie je geniálně jednoduchý. Skládá se z kovové anody (například zinku, hliníku nebo lithia) a vzdušné katody. Ta neobsahuje aktivní materiál, ale využívá katalyzátor k reakci s kyslíkem ze vzduchu. Tím se ušetří obrovské množství hmotnosti a objemu, protože baterie si nemusí "vozit" vlastní oxidant. Teoretická hustota energie takových článků je ohromující a v některých případech překonává i benzín. Pro elektromobil by to znamenalo dojezd přesahující tisíce kilometrů na jedno nabití.
Jenže teorie a praxe jsou dvě odlišné věci. Navzdory dekádám výzkumu se metal-air baterie potýkají se zásadními problémy, které brání jejich masovému nasazení. Jedním z hlavních viníků je samotná vzdušná katoda. Katalyzátory na ní časem degradují, zanáší se nečistotami z atmosféry a trpí vysycháním elektrolytu. To vše vede k rychlému poklesu kapacity a velmi omezené životnosti, která se počítá spíše ve stovkách než tisících cyklů, které známe u Li-ion baterií.
Dalším problémem je efektivita dobíjení. Zatímco některé typy metal-air baterií jsou pouze primární (jednorázové), ty dobíjecí trpí nízkou účinností a pomalým nabíjením. Tesla a další výzkumníci se tak ocitli před nelehkým úkolem: vyřešit fundamentální chemické a materiálové překážky. Ačkoliv se objevují slibné laboratorní výsledky, cesta k robustnímu a cenově dostupnému produktu je stále dlouhá a trnitá.
Pro evropského a českého řidiče je tak zpráva o patentu Tesly spíše fascinujícím nahlédnutím do zákulisí vývoje než příslibem brzké změny. Automobilový průmysl se v současnosti soustředí na zdokonalování stávajících technologií jako LFP a NMC baterií a s velkými nadějemi vzhlíží k bateriím s pevným elektrolytem (solid-state), které se zdají být reálnějším dalším krokem. Metal-air baterie tak zůstávají v kategorii "technologie budoucnosti", jejíž čas možná jednou přijde, ale rozhodně to nebude v nejbližších letech.
Jaký je hlavní rozdíl mezi metal-air a lithium-iontovou baterií?
Hlavní rozdíl je v katodě. Zatímco lithium-iontová baterie si všechny chemikálie nosí s sebou v uzavřeném pouzdře, metal-air baterie využívá jako aktivní materiál na katodě kyslík z okolního vzduchu. To jí teoreticky umožňuje dosáhnout mnohem vyšší hustoty energie, protože "nemusí vozit" polovinu reaktantů.
Používá dnes nějaký výrobce automobilů metal-air baterie?
Ne, v současnosti se metal-air baterie v sériově vyráběných elektromobilech nepoužívají. Technologie stále čelí zásadním technickým výzvám, které brání jejímu komerčnímu nasazení, jako je nízká životnost, nízký výkon a problémy s degradací vzdušné katody. Výzkum však po celém světě pokračuje.
