Fluorido-iontové baterie

Výzkum materiálů použitelných pro baterie a akumulátory je v současnosti velmi intenzivní. Známe mnoho systémů, které se pro tyto účely využívají. Nejznámější a v praxi využívané jsou Li-Ion, Li-Pol, NiMH a NiCd akumulátory. V nejnovějším čísle časopisu Journal of Fluorine Chemistry vyšlo pěkné review (zatím jen ve stavu manuskriptu) o fluorido-iontových bateriích (FIB).[1] V těchto bateriích fungují fluoridové ionty jako přenašeče náboje.

Známe dva typy těchto článků: a) vysokoteplotní (HTFIB – High Temperature FIB), které mají pevný elektrolyt a pracují zpravidla za vyšších teplot a b) nízkoteplotní (RTFIB – Room Temperature FIB), ty mají kapalný elektrolyt a pracují za pokojové teploty. Výzkum započal již v sedmdesátých letech 20. století na systému Bi/Pb/PbF2-BiF3/Bi, ale k prvnímu zásadnímu průlomu došlo až v roce 2011.[2] V publikaci je popsána konstrukce sekundárního FIB článku, jeho katoda je tvořena vhodným fluoridem (CuF2, BiF3, SnF2 nebo KBiF4), anoda pak odpovídajícím kovem. Jako elektrolyty byly použity vhodné přenašeče fluoridů, např. krystaly typu fluoritu (CaF2 nebo SrF2) nebo tysonitu (LaF3 nebo CeF3). Děje na katodě a anodě lze popsat následujícími rovnicemi:

  • Katoda: xe + MFx → M + xF
  • Anoda: xF + M’ → M’Fx + xe

V review jsou kromě experimentálních testů popsány i teoretické výpočty. Do budoucna se ukazuje jako zajímavé prozkoumat chování komplexních fluoridů, např. hexafluorofosforečnanu amonného (NH4PF6). Výzkumy také ukázaly, že naše znalosti o chování fluoridů v nevodných roztocích jsou velmi špatné, stejně jako o mechanismu fungování FIB, hlavně RTFIB.

Odkazy

  1. Fluoride Ion Batteries: Theoretical performance, safety, toxicity, and a combinatorial screening of new electrodes
  2. Batteries based on fluoride shuttle

Leave a Reply