Mitt i växande klimatoro, många regeringar och forskare världen över försöker minska flygresornas miljöpåverkan. Elektriska flygplan är en möjlig lösning, men bättre batterier behövs för att driva stora flygplan långa sträckor. Litium-luftbatterier, en av de mest lovande teknikerna, möta utmaningar med att flyga från labbbänken till den vänliga himlen, enligt en artikel i Kemi &ingenjörsnyheter ( C&EN ).

Små, kortdistans elektriska flygplan kan drivas med litiumjonbatterier, den laddningsbara tekniken som driver mobiltelefoner, bärbara datorer och elbilar (och belönades nyligen med ett Nobelpris). Dock, de bästa litiumjonbatterierna har en specifik energi på cirka 250 W h/kg – mycket mindre än de 800 W h/kg som behövs för att en Boeing 737 ska flyga från Chicago till New York City, skriver medverkande redaktör Tien Nguyen. Litium-luftbatterier erbjuder teoretiskt en maximal specifik energi på 3, 460 W h/kg, och syret som krävs för batteriernas drift skulle kunna tillföras av ett flygplans luftlagrings- och filtreringssystem ombord, säger experter. Men först, forskare måste övervinna en mängd hinder som begränsar teknikens praktiska funktion.

Jämfört med litiumjonteknik, litium-luft-batterier har en mer komplex kemi som använder syre för att oxidera en litium-metall anod. Som ett resultat, elektrolytlösningen, som transporterar litiumjoner från anod till katod, sönderfaller snabbt, begränsa batteriernas laddningsbarhet. Forskare letar efter mer stabila elektrolyter, men hittills tillåter det bästa alternativet endast cirka 90 laddningscykler (långt under de tusentals laddningscykler som är möjliga för litiumjonbatterier). En annan utmaning är om batterierna kan drivas på luft snarare än rent syre, som är inkopplad i lab-skala batterier. Koldioxid eller vatten i luften kan störa kemin. Dock, färska studier tyder på att vatten kanske inte är så problematiskt för batterierna som en gång trodde, och forskare säger att kolavskiljningsteknik kan användas för att avlägsna koldioxid från luften.