Trudno wyobrazić sobie współczesną elektronikę, energetykę czy też motoryzację bez ogniw litowo-jonowych. Konieczne jest jednak myślenie o ulepszeniu technologii, z której korzystamy, tak aby stała się ona nie tylko bardziej efektywna, ale przede wszystkim bezpieczniejsza.

Elektrolity ciekłe cechuje toksyczność i łatwopalność, dlatego w swoim projekcie dr Kwatek chce się skupić na stałym, ceramicznym przewodniku jonów litu, jakim jest fosforan tantalowo-litowy LiTa2PO8 (LTPO). Choć w swojej „podstawowej wersji” nie może on konkurować z elektrolitami ciekłymi, to dwa rodzaje modyfikacji mają pomóc w podniesieniu jego użyteczności. 

To domieszkowanie, czyli zamiana jednych atomów na inne, oraz spiekanie metodą Spark Plasma Sintering (SPS) pozwalające modyfikować mikrostrukturę ceramiki. Zastosowanie obydwu modyfikacji powinno prowadzić do zwiększenia przewodności ziaren oraz obszarów międzyziarninowych, co w konsekwencji wpłynie pozytywnie na całkowitą przewodność jonową ceramiki, która jest kluczowa przy zastosowaniach w technologii litowo-jonowej. Finalnie badania nad LTPO mają umożliwić zbudowanie prototypowego ogniwa zawierającego tę ceramikę pełniącą rolę stałego elektrolitu.

Efektem badań będzie zatem zidentyfikowanie i opisanie zależności między strukturą krystaliczną, mikrostrukturą a właściwościami elektrycznymi nieprzebadanych dotąd domieszkowanych ceramik opartych na LTPO.

Wstępne wyniki badań dotyczących fosforanu tantalowo-litowego przeprowadzone przez polsko-hiszpański zespół badaczy zostały opublikowane w czasopiśmie Journal of the European Ceramic Society (IF=6.364) m.in. dzięki dofinansowaniu w ramach projektu MINIATURA 5 NCN.

Do konkursu w ramach programu SONATA złożono 1094 wnioski, do finansowania zakwalifikowano 139, w tym „Nowe elektrolity stałe do baterii litowo-jonowych: badanie zależności między strukturą a właściwościami elektrycznymi ceramik z rodziny LiTa2PO8”. Pełną listę projektów można sprawdzić na stronie Narodowego Centrum Nauki.