Naukowcy z koreańskiego POSTECH (Pohang University of Science and Technology) stworzyli stabilną baterię cynkowo-jonową, która wykorzystuje wodę w formie elektrolitu.
O tym, jak im się to udało, napisali w publikacji zamieszczonej na łamach Cell Reports Physical Science. Jak wyjaśniają, wykorzystali ochronną warstwę polimerową, aby zapobiec korozji elektrody i zwiększyć stabilność anody cynkowej. Zwiększyli również stabilność elektrochemiczną wodnej baterii cynkowo-jonowej.
Czytaj też: Elektrownie węglowe biją rekordy emisji, ale ten materiał je ograniczy
Tego typu wodne baterie oparte na anodach cynkowych mają potencjał, by zastąpić konwencjonalne baterie litowo-jonowe. Wynika to z ich stabilności, nietoksyczności, efektywności kosztowej oraz zapewnianej mocy. Elektrolity stosowane w bateriach litowo-jonowych są bowiem łatwopalne i mogą prowadzić do eksplozji czy pożarów.
Bezpieczne baterie z wodnym elektrolitem mogłyby stanowić kuszącą alternatywę w tej sprawie. Dotychczasowym problemem była gorsza odwracalność anody cynkowej w elektrolitach. To właśnie ona ograniczała możliwość wypłynięcia baterii cynkowo-jonowych na szerokie wody.
Koreańscy naukowcy postanowili zaprojektować anodę cynkową pokrytą wielofunkcyjną warstwą ochronną. Wykorzystali w tym celi kopolimer mający na celu zwiększenie odwracalności baterii cynkowo-jonowych. Nowa warstwa jest elastyczna i rozciągliwa, wytrzymując zwiększanie objętości podczas ładowania i rozładowywania baterii.
Czytaj też: 20 lat prac zakończonych sukcesem. Oto odpowiedź na pytanie, jak czerpać energię z fal
Wywołuje też jednorodne rozmieszczenie jonów i hamuje wzrost dendrytów, zapewniając anodzie cynkowej żywotność. Cienka warstwa poprawia stabilność elektrody poprzez tłumienie niepotrzebnych reakcji w elektrolicie na powierzchni elektrody. W czasie testów takie rozwiązanie zapewniło wysoką, 80-procentową pojemność po 2500 cyklach ładowania i rozładowywania.
