Baterie často tvoří nejvýznamnější položku hmotnosti mobilu, notebooku, dronu nebo elektromobilu. Určují také jejich rozměry.

Konstruktéři však přišli na kloub tomu, jak se s požadavky na prostor pro baterie vypořádat. Nepotřebovali k tomu novou technologii, ba ani nový typ baterií, ale to, čemu se říká důvtip – česky také fištrón.

Baterie, které splynou s konstrukcí

Nová koncepce vychází z designu zařízení. Baterie se stávají součástí celkové struktury.

Na vývoji 'strukturálních baterií' pracuje několik týmů od Emile Greenhalgha z Londýnské univerzity až po Teslu Elona Muska. Jejich vizi je možné připodobnit ke konstrukci automobilu, jehožpalivová nádrž je rozložena do celé karosérie, nikoli jen do nádrže.

"Snažíme se, aby jeden materiál plnil dva úkoly najednou," říká Greenhalgh pro server Wired. Jeho tým vyvinul strukturální baterie integrované s karosérií hybridního vozu Volvo.

Zabralo to tři roky, ale podařilo se mu vyvinout li-ion baterie (tedy stejné, jaké používá třeba váš telefon nebo notebook), které zároveň fungují jako pasivní součást konstrukce karoserie v části motoru.

Podobný "parazitický design" napomohl výzkumu dalších týmů po celém světě. Greenhalgh nicméně přiznává, že nebyl první. Se strukturálními bateriemi začali experimentovat už počátkem století američtí letečtí konstruktéři, když integrovali baterie s leteckým křídlem.

Greenhalgh se svým týmem také vyvinul 'superkondenzátor', tedy typ fyzikální baterie odlišný od chemických li-ion baterií, který funguje zároveň jako kryt kufru vozidla.

... A Musk - ten chce být zase první

Nicholas Kotov zase věří v budoucnost strukturálních zinko-vzdušných článků. Ty se skládají ze zinkové anody, uhlíkové katody a polotuhého elektrolytu vyrobeného z polymerické nanolátky. Energii přenášejí hydroxidové ionty, které se vytvářejí při interakci kyslíku ze vzduchu se zinkem. Kotov se věnuje jejich konstrukci a vylepšování v kampusu Michiganské univerzity.

Výhodou je větší kapacita (až 72násobek li-ion) a také – možnost snazší integrace konstrukce baterie s konstrukcí stroje. Kotovův tým plánuje, že tyto baterie by mohly využívat roboti.

Právě jejich design by prý měl, na rozdíl od dnešních automobilů, být již vytvářen s ohledem na strukturální baterie. Ale možná v tom nebudou sami a také automobily se designem přizpůsobí potřebám nových baterií, ať už superkapacitorům, zinko-vzdušným zázrakům anebo prostě li-ionkám rozsekaným do konstrukce vozidla. Ty neplánuje nikdo menší než Elon Musk. 

Strukturální konstrukce Tesly Y. | zdroj: Clean Technica

Nový model Tesly Y, který se v Gigafactory 3 u Berlína má začít vyrábět ve druhé polovině roku 2021 bude průlomový – bude to první elektromobil Tesla na světě vybavený zcela novou strukturální baterií.

Automobilka teď zvyšuje produkci článků ve svém pilotním závodě v kalifornském Fremontu a do konce příštího roku chce dosáhnout roční výrobní kapacity 10 GWh, což by mělo stačit na výrobu asi 100 000 Modelů Y.