Raziskovalci na Univerzi v Cambridgeu so razvili litij-kisikovo baterijo, ki lahko hrani desetkrat več energije kot litij-ionska. Profesorica Clare Grey je s svojo skupino uspešno preizkusila manjše laboratorijske prototipe baterije, ki so še daleč od množične proizvodnje in morebitne vgradnje v električna in hibridna vozila.

Posebnost litij-kisikovih baterij je v načinu izkoriščanja energije, saj litij reagira s kisikom v okoliškem zraku. Zato nekateri tovrstne baterije imenujejo tudi dihajoče baterije. Dosedanji koncepti opisane baterije so se izkazali za nestabilne, saj je litij razmeroma hitro reagiral z elektrolitom in ga tudi uničil. A baterije, ki jih je razvila raziskovalna skupina, kažejo le rahel odklon v zmogljivostih po nekaj sto ciklih polnjenja.

Delovanje litij-kisikove baterije
Greyeva je s svojo ekipo dosegla višjo stabilnost baterij na račun inovativne kombinacije materialov. Kot elektrolit je uporabila dimetoksietan, ki je pomešan z litijevo soljo. Pri reakciji kisika z ioni na katodi nastaja litijev hidroksid, ki razpade takoj ob polnjenju baterije. Dosedanje kombinacije elementov so pri delovanju tvorile litijev peroksid, belo trdno snov, ki se je nabirala na elektrodi in jo je bilo težko razgraditi. Nastajanje litijevega peroksida je zmanjševalo življenjsko dobo baterij na nekaj deset ciklov polnjenja. Skupina na Cambridgeu je vpeljala nekaj novosti tudi na katodnem delu, kjer je uporabila grafen. Grafen je ravna enojna plast ogljikovih atomov, ki v obliki šestkotnikov tvorijo mrežo.

Girishkumar, raziskovalec v raziskovalnem centru IBM, je s svojo ekipo leta 2010 ugotovil, da je povprečen izkoristek vozne flote v Združenih državah Amerike nekaj več kot dvanajstodstoten. Fosilna goriva so energetsko bogata, a njihov izkoristek je v motorjih z notranjim izgorevanjem skromen. Občutno boljši energetski izkoristek je pri električnih vozilih. Visoka avtonomija električnih vozil je zdaj navadno pogojena z večjo maso baterij. Litij-kisikove baterije prinašajo napredek tudi na tem področju, ker imajo višjo energijsko gostoto kot trenutne baterije.

Energijska gostota kilograma goriva znaša trinajst kilovatnih ur. Ob upoštevanem izkoristku to pomeni zgolj slabi dve kilovatni uri energije, ki sta namenjeni premikanju vozila. Izračuni raziskovalcev kažejo, da bi litij-kisikove baterije utegnile dosegati podobno energijsko gostoto, kot jo ima učinkovito izrabljen delež goriva. Posplošeno to pomeni, da bi vozilo s petdesetimi kilogrami težko baterijo imelo podoben doseg, kot ga ima vozilo s petdesetimi kilogrami fosilnega goriva.

Litij-kisikove baterije trenutno pesti velika pomanjkljivost. Električni tok, ki ga baterija proizvede, je od dvajset- do petdesetkrat šibkejši, kot je tok, ki je potreben za nemoteno delovanje električnih vozil. Avtorica raziskave zato predvideva sprva uporabo v polnilnih baterijah. A ostaja optimistična in pravi, da bi v desetletju dihajoče baterije lahko našle svojo pot v električna in hibridna vozila.