Gąbka, która zastąpi baterię. Koreańczycy mają na to sposób
Nowy materiał opracowany przez południowokoreańskich naukowców może znacząco zmienić sposób, w jaki magazynujemy energię. Czy niebawem w naszych smartfonach zamiast baterii będą gąbki?
Zespół badawczy z Korea Institute of Energy Research opracował technologię, która może rozwiązać jeden z największych problemów baterii cynkowych – formowanie się dendrytów. Są to niepożądane struktury cynku, które powstają na anodzie w trakcie ładowania i mogą prowadzić do zwarcia, a nawet całkowitej awarii baterii. Dzięki tzw. elektronowej gąbce może być możliwe stworzenie bezpieczniejszych, tańszych i trwalszych baterii cynkowych, które mają konkurować z popularnymi ogniwami litowo-jonowymi.
Gąbka, która pochłania elektrony
Naukowcy wykorzystali do tego celu tzw. cynkofilowe nanocząstki tlenku miedzi, czyli nanocząstki tlenku miedzi pokryte warstwą cynku. Działają one jak gąbka elektronowa, która w odpowiednim momencie pochłania i oddaje elektrony, stabilizując jednocześnie pracę ogniwa. Zwiększa to znacząco zarówno bezpieczeństwo, jak i żywotność baterii.
Testy laboratoryjne wykazały, że nowa technologia charakteryzuje się bardzo dużą trwałością. Podczas gdy klasyczne baterie cynkowe wykazują oznaki zużycia już po 800 cyklach ładowania i rozładowania, ogniwa z gąbką nie miały dendrytów nawet po 2,5 tys. cyklów. Co więcej, efektywność ładowania i rozładowania osiągnęła niemal 99 proc., co oznacza bardzo niski poziom strat energii.
Alternatywa dla ogniw litowo-jonowych?
Zaletą baterii cynkowych jest nie tylko ich bezpieczeństwo – opierają się na wodnych elektrolitach, więc nie grożą pożarem – lecz także niższe koszty produkcji i większa dostępność surowców. W porównaniu z litowo-jonowymi są tańsze, mniej toksyczne i bardziej przyjazne środowisku. Niestety do tej pory cierpiały na niższą gęstość energii i krótszy cykl życia. Nowa technologia może zniwelować te wady.
Jak zauważają autorzy badań, Jung Hoon Yang i Chan-Woo Lee, ich technologia może stać się podstawą dla opracowania nowej generacji baterii cynkowych o wysokiej wydajności i bezpieczeństwie. Potencjalne zastosowania obejmują nie tylko urządzenia przenośne i samochody elektryczne, lecz także duże magazyny energii dla odnawialnych źródeł, takich jak fotowoltaika czy wiatraki.
Przeczytaj także:
*Źródło zdjęcia wprowadzającego: Flegere/shutterstock.com
