Čínští vědci vyvinuli baterii, která bezpečně skladuje vodík při pokojové teplotě

Vodík jako palivo budoucnosti: proč právě teď

Vodík je nejlehčí a nejrozšířenější prvek ve vesmíru. Při spalování nebo reakci v palivovém článku produkuje pouze vodu — žádné emise CO₂, žádné toxické zplodiny. Právě proto jej Evropská unie zařadila mezi klíčové technologie Zelené dohody pro Evropu a počítá s ním jako s páteřním prvkem dekarbonizace průmyslu, dopravy i energetiky. Česká republika ve své Vodíkové strategii plánuje do roku 2030 nasazení prvních vodíkových autobusů, vlaků a vybudování sítě plnicích stanic.

Jenže je tu zásadní problém: jak vodík skladovat. Tento extrémně lehký plyn má velmi nízkou hustotu — jeden kilogram vodíku zabírá při běžném atmosférickém tlaku přes 11 metrů krychlových. Aby se dal přepravovat a využívat v praxi, musí se buď stlačit na ohromných 700 atmosfér do těžkých kompozitních nádrží, nebo zchladit na −253 °C do podoby kapaliny. Oba postupy jsou energeticky náročné, drahé a komplikované.

Co přinesl tým z Dalianu

Vědci z DICP, vedení profesorem Chen Pingem, se od roku 2018 systematicky věnují výzkumu takzvaných hydridových iontů (H⁻). Jde o záporně nabité částice vodíku, které mají vysokou hustotu energie, ale za normálních podmínek jsou extrémně nestabilní. V roce 2023 tým poprvé představil materiál umožňující rychlý přenos hydridových iontů za nízkých teplot. O dva roky později sestavil první plně pevnolátkovou hydridovou baterii. Letos v květnu však přišel skutečný zlom.

Nový prototyp — nazvaný gas-solid hydride ion battery (g-HIB) — používá jako elektrody plynný vodík a hořčíkový kov. Během vybíjení se vodík na kladné elektrodě redukuje na hydridové ionty, zatímco hořčík na záporné elektrodě oxiduje a přeměňuje se na hydrid hořčíku (MgH₂). Při nabíjení se proces obrátí a vodík se z pevného hydridu opět uvolní. Výsledkem je současné ukládání elektřiny i vodíku v jednom zařízení — bez potřeby vysokotlakých nádrží nebo kryogenního chlazení.

Čísla, která stojí za pozornost

Experimentální data ukazují, že baterie dosahuje energetické účinnosti 93,9 %. To je zhruba o třetinu více než u tradičního tepelného skladování vodíku v hydridu hořčíku (MgH₂), kde se při hydrogenaci uvolňuje velké množství tepla a dehydrogenace naopak vyžaduje zahřátí na přibližně 300 °C. Nová baterie toto teplo místo maření převádí na elektrickou energii.

Počáteční vybíjecí kapacita činila 1 526 mAh na gram — což je hodnota, která teoreticky převyšuje většinu současných bateriových systémů. Po 60 nabíjecích a vybíjecích cyklech si článek udržel více než 70 % kapacity. Baterie funguje stabilně v širokém rozmezí teplot od −20 °C do 90 °C. Výzkumníci také sestavili sérii deseti článků, která vyprodukovala napětí přes 2,4 V a rozsvítila LED žárovku — první praktická demonstrace technologie.

Proč na tom záleží i pro Česko a Evropu

Současná geopolitická situace nutí Evropu přehodnotit energetickou bezpečnost. Vodík vyráběný elektrolýzou za pomoci obnovitelných zdrojů — takzvaný zelený vodík — představuje cestu k nezávislosti na fosilních palivech. Jenže bez efektivního skladování zůstává polovičním řešením.

Česká republika má v této oblasti ambiciózní plány. V Moravskoslezském kraji vzniká vodíkové údolí, které má propojit výrobce, distributory i koncové uživatele vodíku. Plzeňský kraj testuje vodíkové autobusy, Ústí nad Labem připravuje vodíkovou tramvaj. Všechny tyto projekty však narážejí na stejný problém — jak vodík bezpečně a efektivně uchovat.

Technologie g-HIB by v budoucnu mohla najít uplatnění například v bezpilotních letounech na vodíkový pohon, kde by sloužila jako účinný modul pro dodávku vodíku za běžných podmínek a zároveň prodlužovala dobu letu. Podobně by mohla fungovat v záložních zdrojích pro kritickou infrastrukturu nebo v decentralizovaných energetických systémech.

Od laboratoře k výrobě: co ještě chybí

Je férové dodat, že cesta od laboratorního prototypu k masové výrobě je dlouhá. Profesor Chen sám uvedl, že tým se nyní soustředí na vývoj výkonnějších materiálů pro přenos hydridových iontů a na vylepšení elektrodových materiálů. Klíčovou výzvou zůstává životnost — 70% udržení kapacity po 60 cyklech je slibné, ale pro komerční nasazení nedostatečné. Baterie pro běžné použití potřebují vydržet stovky až tisíce cyklů.

Další otázkou je cena. Hořčík je sice hojně dostupný kov, ale výroba vysoce čistých materiálů pro hydridové elektrolyty zatím není levná. Přesto jde o směr, který dává smysl — nejen vědecky, ale i ekonomicky, pokud se podaří technologii dotáhnout do průmyslového měřítka.

Co na to říká širší kontext

Čína v posledních letech masivně investuje do vodíkových technologií. Jen v roce 2025 země oznámila investice v přepočtu přes 20 miliard dolarů do vodíkové infrastruktury — od elektrolyzérů přes plnicí stanice až po palivové články pro těžkou dopravu. Peking si uvědomuje, že kdo ovládne skladování vodíku, ten bude mít klíčovou výhodu v globálním energetickém závodě.

Evropa v tomto směru nesmí zůstat pozadu. Evropská komise v rámci programu Horizon Europe financuje řadu projektů zaměřených na pokročilé skladování vodíku, včetně pevnolátkových metod. Technologie podobná té z Dalianu by mohla jednou pomoci i evropským firmám — ať už jde o německé automobilky vyvíjející vodíková nákladní auta, nebo české strojírenské podniky, které hledají nové uplatnění v zelené ekonomice.