Στο πλαίσιο του έργου Battery 500 - μια πρωτοβουλία που ξεκίνησε η IBM το 2009 για την παραγωγή μιας μπαταρίας ικανής να τροφοδοτεί ένα αυτοκίνητο για 500 μίλια - το Big Blue απέδειξε με επιτυχία μια ελαφριά, εξαιρετικά υψηλή πυκνότητα, μπαταρία λιθίου-αέρα.
Στην μπαταρία λιθίου-αέρα της IBM, το οξυγόνο αντιδρά με λίθιο για τη δημιουργία υπεροξειδίου του λιθίου και ηλεκτρικής ενέργειας (απεικονίζεται παραπάνω). Όταν η μπαταρία επαναφορτίζεται, η διαδικασία αντιστρέφεται και απελευθερώνεται οξυγόνο - με τα λόγια της IBM, αυτή είναι μια μπαταρία 'αναπνοής αέρα'. Ενώ οι συμβατικές μπαταρίες είναι εντελώς αυτόνομες, το οξυγόνο που χρησιμοποιείται σε μια μπαταρία λιθίου-αέρα προέρχεται προφανώς από την ατμόσφαιρα, οπότε η ίδια η μπαταρία μπορεί να είναι πολύ ελαφρύτερη.
Το κύριο πράγμα, ωστόσο, είναι ότι η ενεργειακή πυκνότητα λιθίου-αέρα είναι πολύ υψηλότερη από τις συμβατικές μπαταρίες ιόντων λιθίου: Η μέγιστη ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών λιθίου-αέρα είναι θεωρητική ως περίπου 12 kWh / kg, περίπου 15 φορές μεγαλύτερη από ιόντων - και το πιο σημαντικό, συγκρίσιμο με τη βενζίνη.
Εκεί βρίσκεται η ουσία του έργου Battery 500 της IBM: Η τρέχουσα τεχνολογία μπαταρίας δεν μπορεί απλά να πλησιάσει τη βενζίνη, γι 'αυτό περιβάλλουμε ηλεκτρικά αυτοκίνητα που φορτώνονται από τεράστιες μπαταρίες που μπορούν να φτάσουν μόνο 100 μίλια - και γιατί το αέριο εξακολουθεί να κυριαρχεί . Τελικά (σε περίπου 10 χρόνια περίπου), οι μπαταρίες ιόντων λιθίου θα μπορούσαν να αντικατασταθούν με μπαταρίες li-air που είναι το δέκατο του μεγέθους και του βάρους, και όμως διαρκούν όσο καιρό - ή, φυσικά, το li-air θα μπορούσε να αντικαταστήσει τη βενζίνη .
Οι μπαταρίες λιθίου-αέρα δεν είναι μια νέα ιδέα: Έχουν διατυπωθεί από τη δεκαετία του 1970, αλλά η απαραίτητη τεχνολογία ήταν πολύ πέρα από τις δυνατότητες της τότε σύγχρονης επιστήμης των υλικών. Σήμερα, με νανοσωλήνες γραφενίου και άνθρακα και φανταχτερές μεμβράνες που βγαίνουν από τα αυτιά μας, φαίνεται ότι η IBM - με τη βοήθεια των συνεργατών Asahi Kasei και Central Glass - έχει πλέον τα υλικά που απαιτούνται για την κατασκευή μιας μπαταρίας λιθίου-αέρα. Παρακάτω υπάρχει ένα ενσωματωμένο βίντεο που περιγράφει λεπτομερώς την ηλεκτροχημική διαδικασία μιας μπαταρίας αέρα.
Οι υπερυπολογιστές έπαιξαν επίσης μεγάλο ρόλο σε αυτήν την ανακάλυψη. Η IBM δεν είναι εταιρεία παραγωγής μπαταριών. Υπερυπολογιστές IBM Blue Gene / P στο IBM Research στη Ζυρίχη και το Εθνικό Εργαστήριο Argonne στο Σικάγο χρησιμοποιήθηκαν για τη μοντελοποίηση και τη βελτιστοποίηση της χημείας li-air. Τα ίδια τα πρωτότυπα μπαταριών κατασκευάζονται στο IBM Research Almaden της Καλιφόρνια.
Διαβάστε περισσότερα στο Έργο IBM Battery 500