Elektrická letadla s delším doletem než dnešní. Baterie už jsou ve vývoji
foto: Redakce Deníku Vektor, vygenerováno pomocí AI (ChatGPT 5.2) /Ilustrační obrázek
Největší světový výrobce baterií zveřejnil hlavní strategický cíl vývoje. Jde o technologii lithium-vzduch, která může uskladnit víc energie na kilogram než benzín.
Čínská společnost CATL na konferenci Equipment Power Forum 2026 oznámila že za hlavní dlouhodobý směr svého výzkumu považuje technologii lithium-vzduch (Li-air). Protože CATL dnes udává tempo celému odvětví, její technologické priority naznačují perspektivu celého bateriového průmyslu.
Současné lithium-iontové baterie fungují jako uzavřený systém, takže všechny látky potřebné pro chemickou reakci jsou uvnitř článku. To znamená, že baterie musí nést nejen lithium (nebo třeba sodík), ale také materiály katody obsahující například nikl, mangan nebo kobalt.
Technologie Li-air pracuje jinak: na záporné elektrodě je kovové lithium a při generování elektřiny reaguje s kyslíkem – a ten si bere ze vzduchu. Baterie tak nemusí nést kompletní zásobu reakčních látek, podobně jako spalovací motor nemusí vozit kyslík potřebný ke spalování benzínu.
Při nabíjení probíhá proces opačně: vzniklý oxid lithia se působením elektrického proudu rozkládá zpět na lithium a kyslík (který uvolňuje do atmosféry).
Právě skutečnost, že část reakčních látek přichází zvenčí, je důvodem mimořádného zájmu o tuto technologii. Jde totiž o klíč k zásadnímu zvýšení parametru zvaného energetická hustota. Ten říká, kolik energie se „vejde“ do jednotky objemu (třeba v kilowatthodinách na litr), nebo do jednotky hmotnosti (třeba v kilowatthodinách na kilogram). Důležitější je přitom druhý z těchto parametrů: ten je například hlavním důvodem, proč stávající technologie omezuje bateriová letadla pouze na extrémně krátké trasy.
Psali jsme
Spojené státy budují kapacity na výrobu bateriových úložišť i baterií zběsilým tempem. Ale suroviny pro ně pořád musí kupovat…
Číslo, které připomíná benzín
Dnešní lithium-iontové články používané v dopravě dosahují energetické hustoty přibližně 250–300 Wh/kg. Nastupující generace takzvaných solid-state baterií (právě se dostávají do komerčního nasazení) pak okolo 500 Wh/kg. Tyto baterie jsou evolucí Li-ion technologie; jejich chemie je stejná, jenom kapalný elektrolyt nahrazuje pevný materiál, což umožňuje použití energeticky výhodnějších elektrod a vyšší bezpečnost.
Li-air technologie má teoretický limit kolem 12 000 Wh/kg. To je zajímavé číslo: stejnou energetickou hustotu totiž má benzín.
Znamená to, že kilogram Li-air baterie dokáže dát kolům auta či vrtuli letadla stejnou energii jako benzínový motor – aspoň teoreticky?
Ne stejnou – násobně větší. Benzín sice obsahuje přibližně 12 kWh energie na kilogram, spalovací motor však většinu této energie přemění na teplo a v pohonném systému nastávají další ztráty. Výsledkem je, že do pohybu auta či letadla se dostane zhruba třetina energie, která byla v benzínu obsažena, tedy 4 kWh.
Elektrické pohonné jednotky oproti tomu dosahují účinnosti přes 90 procent, k pohonu by se tedy – teoreticky – bylo možné využít téměř 11 kWh.
Teoreticky je to zázrak – a co prakticky?
Pokud spalovací motor funguje, jak má (hlavně máme správný poměr paliva a vzduchu a správně rozprášené palivo), chemická energie uložená v benzínu se při spalování opravdu uvolní. Naproti tomu Li-air baterie mají zásadní problém: je těžší zajistit, aby všechno lithium opravdu zreagovalo s kyslíkem, navíc podle ideální reakce. Platí to i pro současné lithium-iontové baterie: ty využívají zhruba čtvrtinu svého teoretického maxima.
Pojďme spekulovat: co by znamenalo, kdyby Li-air technologie dosáhla podobného podílu, takže takové články by měly z teoretických 10 tisíc Wh/kg reálně využitelných 3000 Wh na kilogram? I to by byla revoluce, protože by to byl téměř desetinásobek hodnot, které dnes vykazují baterie v elektromobilech.
Ale ani dosažení takto „sníženého“ cíle nebude jednoduché. Lithium-air totiž není aktuální objev: vědci tuto technologii zkoumají už přes dvacet let zatím nedokázali vyřešit několik zásadních problémů. Především, ve vzduchu nejsou kromě kyslíku už jen inertní plyny jako dusík. Je v něm také oxid uhličitý nebo vodní pára – a lithium je známé tím, že zuřivě reaguje se vším, čemu by se dal předat ten jeden přebývající elektron. Na elektrodě tak vznikají vedlejší produkty, které snižují výkon a zkracují životnost baterie.
Dalším problémem (stejně jako u stávajících lithiových baterií) je tvorba dendritů – jehlicovitých útvarů kovového lithia, které mohou způsobit vnitřní zkrat. A obtížná je také samotná vratnost reakcí při opakovaném nabíjení a vybíjení.
Proto se Li-air technologie dosud nedostala za hranice laboratorního výzkumu. Ale oznámení CATL znamená, že do vývoje půjdou dosud nepředstavitelné prostředky – a je pravděpodobné, že vývoj se dramaticky urychlí.
Psali jsme
CATL vystřelila na burze a přepsala letošní žebříčky IPO. Čínský gigant na baterie pro elektromobily nabral skoro 5 miliard dolarů a rovnou…
Jaké možnosti by se otevřely?
Pro ilustraci toho, co by zásadní zvýšení energetické hustoty umožnilo, jsou vhodná ultralehká letadla. Tady je hrubá kalkulace:
Typický dvoumístný ultralight (tato kategorie má maximální vzletovou hmotnost 600 kg) a veze kolem 60 litrů benzínu. Ten obsahuje asi 534 kWh chemické energie. Při účinnosti pístového motoru okolo 30 % se na vrtuli dostane přibližně 160 kWh mechanické energie. A takové letadlo má dolet zhruba 800 kilometrů.
Typicky používaný motor Rotax 912 váží přibližně 57 kilogramů; samotné palivo pak zhruba 43 kilogramů, takže celý pohonný systém představuje přibližně 100 kilogramů.
A jak to vychází u elektrického letadla?
Počítejme účinnost elektromotoru 90 procent, takže aby se na vrtuli dostalo za celý let stejných 160 kWh, musí baterie dodat 178 kWh.
U stávajících Li-on baterií budeme počítat energetickou hustotu 350 Wh/kg, což je aktuálně absolutní špička – a vyjde hmotnost baterie půl tuny. Přidáme 20 kg na motor – a na zbytek letadla, především drak a pasažéry, zbude 80 kg. Takže na dolet 800 km musíme zapomenout: velmi orientačně, stávající bateriová technologie by umožnila dolet pouze okolo 125 kilometrů.
Kolik by tedy musela být energetická hustota baterie, aby umožnila ultralightu stejný dolet, jako mají ty stávající s benzínovými motory?
Pokud má pohonný systém vážit stejných 100 kg a elektromotor počítáme 20 kg, na baterii zbývá 80 kilogramů. Aby těchto 80 kg „dalo“ 178 kWh, musela by být energetická hustota 2250 Wh/kg.
To sice oproti stávajícím možnostem vypadá nedosažitelně – ale je to „jenom“ 19 procent teoretické kapacity Li-air článků. A připomeňme, Li-ion technologii se po desítkách let podařilo vypiplat k zhruba 25 procentům.
Pokud CATL a další hráči s vývojem Li-air technologie uspějí tak, jako se to podařilo u technologie Li-ion, je budoucnost mobility jasná.