Litij je najlakši metal. Kad  kažem „najlakši“ mislim u oba smisla: litij je metal najmanje atomske mase (7), ali i najmanje specifične težine, gustoće – samo 0,534 g/cm³, dakle poput pluta, a gotovo 15 puta manje od željeza.  Na vodi (naravno) pliva i s njom burno reagira jer se – pogledamo li periodni sustav elemenata – litij nalazi na trećem mjestu, odmah iznad natrija, pa je stoga (najlakši) alkalijski metal. Gori, dakako, i pri tome oslobađa čak 85  MJ topline po kilogramu, što ga čini boljim gorivom od benzina (52 MJ/kg). To su svojstvo najlakšeg metala iskoristili Rusi za pogon torpeda, ali ne litij-ionskim baterijama nego njegovom reakcijom sa sumporovim hekasafluoridom. U toj se reakciji naime ne troši niti oslobađa plin, a dobivena se toplina koristi za grijanje pare koja pokreće turbinu (u običnom torpedu to čini petrolej goreći u zraku iz boce).

No unatoč svemu litij-ionske baterije ne gore zbog litija, ili – točnije – litij nije prvi uzrok (causa prima) njihove zapaljivosti.

Uzrok zašto litij-ionskih baterije mogu same od sebe planuti nalazi se u separatoru, membrani koja dijeli anodu od katode. U slučaju da se one preko membrane dotaknu, nastaje kratki spoj koji tali i na kraju pali membranu. Kakvu membranu? Običnu, da tako kažemo, jer se separatori u litij-ionskim baterijama izađuju od „običnog“ polietilena (PE) ili polipropilena (PP). Polietilen se tali već na 130, a polipropilen na 160 ^oC, a da oba polimera gore mogao se uvjeriti svatko tko je zapalio plastičnu vrećicu ili kanister.   

Toj se boljci najefikasnijih baterija pokušava već dugo stati na kraj. Bi li se rečeni materijali, PE i PP, mogli zamijeniti nečim drugim? I bi i ne bi jer su dosad predložena rješenja  poprilično čudna, da ne kažem bizarna. Uglavnom se svode na to da se polimerna membrana prekrije nekim anorganskim materijalom. Tako je primjerice iskušan separator koji se sastoji od poli(etiln-tereftalata), PET, impregniranog nanočesticama silicijeva dioksida stabiliziranog jednom vrstom teflona, kopolimerom viniliden-fluorida i heksafluorpropilena. Zvuči komplicirano? Zvuči i meni, koji sam kao kemičar naučio svakakva imena čitati i svakakve formule pisati.

No umjesto te i sličnih komplikacija kineski su znanstvenici u časopisu Heliyon objavili mnogo jednostavnije rješenje. Kada se naslov njihova rada „Preparation and characterization of a Lithium-ion battery separator from cellulose nanofibers“ (Priređivanje i karakteriziranje separatora za litij-ionsku bateriju od celuloznih nanovlakana) prevede na obični jezik, proizlazi da su napravili separator od celofana!

Celulozna nanovlakna (cellulose nanofibers, CNF) priređuju se postupkom regeneracije celuoze, no za razliku od „umjetne svile“ vlakna se ne predu nego se ostavljaju, kao u papiru, u kaotičnom stanju. Zbog kemijskog postupka mogu se dobiti izuzetno tanka vlakna (nanovlakna) koja usto između sebe ostavljaju vrlo uske pore, ne šire od jednog mikrometra. (Nije riječ o nikakvom egzotičnom, pa čak ni jako novom materijalu jer je još 2006. godine patentiran pod imenom TENCEL). No što je to tako izuzetno u celofanu, materijalu poznatom još od 19. stoljeća?

Suprotno od spomenutog polietilena i polipropilena CNF je otporan na temperaturu, jer se ne tali ni pri 300 ^oC (na višoj temperaturi kineski znanstvenici nisu mjerili), premda na temperaturi od 257 ^oC dolazi do faznog prijelaza, drugim riječima CNF mijenja svoja fizička svojstva. Usto novi materijal smanjuje unutrašnji otpor baterije te joj povećava kapacitet, a podnosi i veći broj ciklusa punjenja i pražnjenja. Naime, nakon stotinu  ciklusa separator od PP održao je 88, a onaj celulozni (CNF)  92 posto kapaciteta baterije. Na kraju treba misliti i na zbrinjavanje otpada. Za razliku od plastičnih (PE i PP) celulozni se separtori zbrinjavaju lako, jer je riječ o materijalu kemijski istovjetnom papiru, i to papiru bez ikakvih dodataka (ljepila, punila). Za proizvodnju CNF ne treba trošiti ni naftu ni zemni plin, nego obnovljive sirovine poput drva i slame (celuloza se inače najrasprostanjeniji prirodni polimer).

Kada se sve uzme u obzir, možemo se još više nadati svijetloj budućnosti električnog automobila. Hoće li se  ipak zapaliti? Hoće, hoće – jer litij je litij – no mnogo teže od onog benzinskog.

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je doktor prirodnih znanosti iz područja kemije, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju. Do umirovljenja radio je u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI)  baveći se bioanorganskom i teorijskom (računalnom) kemijom. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti surađujući u mnogim časopisima i revijama (Priroda, ABC tehnike, Čovjek i svemir, Modra lasta, Smib, Fokus). Napisao je više od dvije tisuće znanstveno-popularnih članaka, 13 znanstveno-popularnih knjiga te u koautorstvu dva sveučilišna udžbenika iz područja dizajniranja lijekova. Sada piše za mrežne stranice  Zg-magazina te za časopis Čovjek i svemir te, naravno, za BUG online. U časopisu Kemija u industriji je stalni komentator te  urednik rubrike „Kemija u nastavi“. Godine 2003. dodijeljena mu je Državna godišnja nagrada za promidžbu i popularizaciju znanosti.