Vedle dnes běžně používaných lithium-iontových akumulátorů, které existují v několika různých chemických variantách, se stále častěji mluví také o sodíkových Na-Ion bateriích nebo perspektivních lithium-sírových článcích (Li-S). Existuje ale ještě jedna technologie s mimořádným potenciálem – lithium-vzduchové akumulátory (Li-Air).
Bavíme se o elektrických motocyklech, nad kterými většina petrolheadů ohrnuje nos. A často po právu. Většinou z důvodu "co budu dělat v albánských horách", bez ohledu na to že jejich největší adventure spočívá v cestě do Pekelných dolů na palačinku. Druhým důvodem je absence hluku, kouře a vibrací, které souhrnně vytvářejí emoce, která činí jízdu na motorce zábavnou.
Pokud ale odhlédneme od reality, že technická nedokonalost spalovacích motorů je zejména účinností modernímu elektromotory dalece překonána, zásadním nedostatkem je nynější omezený dojezd, který se počítá na vyšší desítky, maximálně nižší stovky kilometrů.
Stejně jako některé připravované solid-state baterie využívají kovové lithium jako anodu. Největší rozdíl ale spočívá v katodě. Zatímco dnešní lithium-iontové baterie používají materiály jako nikl, mangan nebo kobalt, u Li-Air tuto roli přebírá kyslík ze vzduchu. Právě díky tomu odpadá potřeba převážet těžkou katodovou část baterie, což výrazně zvyšuje její teoretickou energetickou hustotu. Ta se podle výpočtů může pohybovat až kolem 12 kWh na 1 kilogram baterie, tedy na úrovni benzínu, jehož energetická hustota dosahuje přibližně 13 kWh/kilogram. Když se ale navíc připočte výrazně vyšší účinnost elektromotorů oproti spalovacím motorům, vychází velmi zajímavé hodnoty.
Pokud bychom čistě teoreticky uvažovali dosažení maximální energetické hustoty, pak 15 litrů benzínu o hmotnosti přibližně 12 kilogramů odpovídá asi 144 kWh energie uložené v Li-Air článcích stejné hmotnosti. Dnešní běžná elektrická motorka by s takovou baterií mohla ujet zhruba 1500 kilometrů, zatímco motocykl se spalovacím motorem by se stejným množstvím energie kvůli nižší účinnosti zvládl méně než 300. Jde však pouze o teoretické srovnání – současná realita je od těchto hodnot stále velmi daleko.
Aktuální prototypy Li-Air akumulátorů totiž dnes dosahují energetické hustoty přibližně 1,2 kWh/kg. Což je i tak několikanásobně více než u dnešních komerčních baterií. Akumulátor například motocyklu Stak Varg EX s kapacitou 6,9kWh by tak samotnými články (které již existují, byť prozatím v laboratořích) vážil přibližně pouhých necelých 6 kilogramů, namísto stávajících 25 (25kg články, 7 kilogramů obal a krabice kolem nich). A celý motocykl by vážil o 19 kilogramů méně.
A nebo obráceně, pokud bychom do batteryboxu motocyklu Stark Varg nacpali již existující (byť aktuálně jen v laboratoři fungující) Li-Air články, tento motocykl by tak mohl odjet celý pětidenní Romaniacs s jedním jediným dobitím. Případně pro srovnání, s motocyklem Zero S ZF 14.4 by šlo na jedno nabití ujet po městě 2400 kilometrů na jedno nabití.
To se bavíme pouze za předpokladu, že se kapacita nepodaří zvednout nad nynějších 1,2 kWh na jeden kilogram baterie. Teoretické maximum je 12 kWh. Dvanáct kilowatthodin by znamenalo, že tu motorku prostě dobijeme jednou za měsíc a možná ani to ne, i kdybychom na ní jezdili denně.
Technologie však zatím naráží na několik obtížných překážek. Pro správnou funkci proto vyžadují téměř čistý kyslík. To sice není problém v laboratorních podmínkách, ale v běžném motocyklu to představuje velkou konstrukční výzvu. Motocykl by buď musel převážet zásobu kyslíku, což by významně snížilo výhodu vysoké energetické hustoty, nebo by jej musel za jízdy nějak účinně oddělovat ze vzduchu.
Lithium-vzduchové baterie mají prozatím omezenou životnost, která je u aktuálních článků na úrovni 700 nabíjecích cyklů. Americká Argone Laboratory již testuje články, které mají 1000 cyklů a s touto hodnotou by rád pracoval i čínský výrobce CATL.
Li-Air baterie mají hodně výzev, které ale očividně nejsou nepřekonatelné, nebo dramaticky technicky obtížné. Proto již několik výrobců baterií oznámilo investice do výroby těchto lithio-kyslíkových baterií. Rozhodně si ale nemyslíme, že by se měly nějak výrazně prosadit dříve než po roce 2030. Do té doby přijdou solid-state baterie s hustotou kolem 0,75 kWh/kg a Li-Air baterie přijdou až po nich.
