Kinezi napravili vodenu bateriju koja bi mogla da traje više od 300 godina: Izdržala je čak 120.000 ciklusa

Baterija koja koristi vodu umesto klasičnog elektrolita izdržala je čak 120.000 ciklusa punjenja i pražnjenja u laboratorijskom testu. Kada bi se takav rezultat jednostavno preneo na jedno punjenje dnevno, brojka bi iznosila oko 329 godina, zbog čega bi ova tehnologija mogla da bude posebno zanimljiva za dugotrajno skladištenje energije.

Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Communications, a naučnici su pokušali da reše jedan od najvećih problema vodenih baterija: njihova hemija do sada je često bila nestabilna na duži rok.

Preporučujemo

Kod klasičnih litijum-jonskih baterija elektrolit je zapaljiv, pa oštećenje ili pregrevanje ćelije može dovesti do termičkog bekstva i požara. Vodene baterije imaju drugačiji pristup jer koriste elektrolit zasnovan na vodi, što ih čini bezbednijim sa stanovišta zapaljivosti.

Problem je što voda sama po sebi ne rešava sve probleme. Kod ranijih vodenih baterija kiseli ili alkalni elektroliti mogu da izazovu neželjene hemijske reakcije, trošenje vode i propadanje elektroda. Upravo zbog toga njihov radni vek može biti mnogo kraći.

Tim istraživača pokušao je da zaobiđe taj problem pomoću posebno napravljenog organskog polimera i neutralnog elektrolita. Umesto izrazito kisele ili alkalne sredine, koristili su rastvore magnezijumovih i kalcijumovih soli u vodi.

Tu dolazi i jedan od neobičnijih detalja istraživanja. Naučnici navode da se ovakvi rastvori mogu koristiti i kao „salamura“ u proizvodnji tofua, odnosno za zgrušavanje sojinog mleka.

Najveći rezultat dobila je negativna elektroda napravljena od novog organskog polimera. U neutralnom elektrolitu dostigla je 120.000 ciklusa, uz specifični kapacitet do 112,8 mAh po gramu.

Istraživači su napravili i kompletne ćelije sa pozitivnom elektrodom. One su dostigle napon do 2,2 volta i specifičnu energiju do 48,3 Wh/kg, računato na ukupnu masu elektroda i elektrolita. Rad je pokazao i dugoročnu stabilnost tokom 120.000 ciklusa u testiranim uslovima.

Brojka od 329 godina zato zvuči spektakularno, ali je važno razumeti šta ona zapravo znači. Baterija nije testirana 329 godina, niti postoji dokaz da bi konkretna baterija toliko dugo radila u stvarnom uređaju. To je računica dobijena kada se 120.000 laboratorijskih ciklusa podeli sa jednim ciklusom dnevno.

Za sada je zato mnogo preciznije govoriti o bateriji koja je u laboratoriji pokazala izuzetno veliki broj ciklusa nego o proizvodu koji može da traje tri veka.

Potencijal ove tehnologije nalazi se pre svega u skladištenju energije, a ne nužno u telefonima ili električnim automobilima. Baterije koje mogu da izdrže ogroman broj ciklusa mogle bi jednog dana da budu zanimljive za sisteme koji skladište višak energije iz solarnih elektrana i vetroparkova.

To je posebno važno zato što proizvodnja energije iz sunca i vetra zavisi od vremenskih uslova. Energija proizvedena kada je ima više može da se sačuva i koristi kasnije, kada proizvodnja padne.

Još jedna stvar izdvaja ovu tehnologiju. Autori rada navode da su korišćeni materijali ekološki prihvatljivi i netoksični, a da bi se ćelije prema različitim standardima mogle bezbedno odložiti u životnu sredinu.

Ipak, put od laboratorije do električne mreže je dug. Potrebno je pokazati kako se ovakve ćelije ponašaju kada rade u mnogo većim sistemima, kako izgledaju njihova cena i energetska gustina i koliko bi stvarno trajale pod uslovima kakvi postoje van laboratorije.

Za sada je najzanimljiviji podatak upravo onaj koji je teško ignorisati: 120.000 ciklusa punjenja i pražnjenja. Ako se taj rezultat jednog dana potvrdi u velikim, praktičnim sistemima, vodene baterije bi mogle da postanu ozbiljna opcija za skladištenje energije tokom veoma dugog perioda.

(Telegraf.rs)