Elektromobilita stojí před zásadní výzvou: jak uložit více energie bez dramatického navýšení hmotnosti? Zatímco klasické baterie narážejí na své limity, vědci z Massachusettského technologického institutu (MIT) přišli s revoluční alternativou. Jejich nový sodíkový palivový článek využívá levný tekutý sodík a běžný vzduch — a výsledky překvapily i samotné autory výzkumu.

Zatímco lithium-iontové baterie dosahují energetické hustoty okolo 300 Wh/kg, nový sodík-vzduch palivový článek překonal hranici 1500 Wh/kg na úrovni článku. To je více než trojnásobek toho, co zvládnou současná elektrická auta. Právě tato hodnota, jak upozorňuje profesor Yet-Ming Chiang z MIT, otevírá cestu k elektrickému letectví, námořní dopravě i železnici — všude tam, kde jsou nároky na energii extrémní.

Létání na sodík: vědecké sci-fi se přibližuje realitě

Současné baterie nestačí ani pro větší regionální lety, natož pro transatlantické trasy. Podle profesora Chianga je minimální hranice pro „realistické“ elektrické letectví kolem 1 000 Wh/kg. To, čeho se s pomocí sodíkového článku podařilo dosáhnout, není jen akademický úspěch, ale funkční prototyp s praktickým potenciálem.

Zdroj: Shutterstock

Co je na tom nejzajímavější? Tento systém nejenže nevypouští oxid uhličitý, ale dokonce jej při provozu zachycuje. Vedlejším produktem reakce je totiž sodná sloučenina, která přirozeně reaguje s vlhkostí a CO₂ ve vzduchu, přičemž výsledkem je hydrogenuhličitan sodný — běžně známý jako jedlá soda.

Palivový článek místo baterie: výhoda i v bezpečnosti

Na rozdíl od baterií, které musí být znovu dobíjeny, lze palivové články „tankovat“ rychle — podobně jako palivo. Navíc jsou bezpečnější. V sodíkovém článku je na jedné straně tekutý kov a na druhé jen vzduch. Riziko přehřátí nebo výbuchu v případě poškození membrány je tak výrazně nižší než u klasických akumulátorů, kde jsou obě reaktivní složky uzavřeny v těsné blízkosti.

Prototypy vyvinuté v MIT zatím existují v laboratorním měřítku — ve dvou variantách: vertikální „H-buňka“ a horizontální model s táckem obsahujícím keramický elektrolyt. Oba modely ukázaly, že princip funguje i mimo teorii, a že efektivita závisí také na vlhkosti vzduchu. Výpary sodíku totiž v suchých podmínkách tvoří pevné usazeniny, zatímco ve vlhkém prostředí vzniká kapalný produkt, který se mnohem lépe odstraňuje.

První krok: drony, další krok: letadla

Tým MIT plánuje jako první uvést na trh cihlovou verzi článku o výkonu 1 000 Wh, která by mohla pohánět velké drony — například v zemědělství. Tím chtějí dokázat praktičnost technologie. Zajímavé je i to, že sodík je levný, snadno dostupný a v minulosti už byl vyráběn ve velkém (například pro výrobu tetraetylolova do benzinu).

Představovaný systém by fungoval na principu výměnných kazet. Po vyčerpání by se kazeta s tekutým sodíkem vyměnila za novou, podobně jako dnes výměna PB lahví. Staré kazety by se recyklovaly a plnily znovu — nenáročně, protože sodík taje už při teplotě 98 °C.

Ekologie bez kompromisů

Zásadním přínosem nové technologie je nejen efektivita, ale i její dopad na životní prostředí. Vedle nulových emisí CO₂ má systém ještě jeden bonus: vedlejší produkty mohou pomoci snižovat kyselost oceánů. To je problém, který přímo souvisí s emisemi skleníkových plynů a ohrožuje mořské ekosystémy. Jedlá soda vznikající jako výstupní produkt z reakce sodíku může napomoci vyrovnávat pH mořské vody — a to bez jakýchkoli dalších nákladů.

Budoucnost patří palivovým článkům?

MIT se netají ambicemi tuto technologii uvést na trh. Už vznikl startup Propel Aero, který působí v rámci inkubátoru The Engine a připravuje komerční využití. Spolupráce různých vědeckých týmů, od výzkumu elektrochemie až po letecké aplikace, ukazuje na potenciál propojení mezioborových znalostí.

„Pokud lidé neřeknou, že je to bláznivý nápad, asi to nebude dost revoluční,“ říká Chiang s úsměvem. A tentokrát má jeho tým skutečně něco, co může přepsat pravidla energetiky, dopravy i boje s klimatickou krizí.