Meglepő módja annak, hogy a vízakkumulátorok tízszer tovább tartsanak, ráadásul "elképesztően olcsón"

Szaúd-arábiai kutatók nemrég jelentettek be egy érdekes felfedezést, amely segít meghosszabbítani a lítium akkumulátoroknál biztonságosabb és fenntarthatóbb választásnak tartott vízelemek élettartamát, ráadásul „elképesztően olcsón”.

A víz akkumulátorok ma már biztonságosabb és fenntarthatóbb választásnak számítanak, mint a lítium elemek - Fotó: Heno Hwang

A szaúd-arábiai King Abdullah Tudományos és Technológiai Egyetem (KAUST) tudósai felfedezték a vizes alapú akkumulátorok – azaz az oldószerként vizet használó akkumulátorok – teljesítményének és élettartamának gyors csökkenésének fő okát: a „szabad víz” molekulái mellékreakciókat okoznak, amelyek károsítják az anódot.

És mindössze kis mennyiségű olcsó szulfátsóval, például cink-szulfáttal a csapat hatékonyan leküzdötte ezt a problémát, így az akkumulátor több mint tízszer tovább bírta.

A kutatócsoport szerint a „szabad víz” olyan vízmolekulák, amelyek nem kötődnek szorosan az akkumulátor más ionjaihoz. Ez az állapot a víz könnyen reakcióba léphet az elektróda alkatrészeivel, energiaveszteséget és anyagkorróziót okozva.

Szulfátsók hozzáadásakor a szulfátionok „vízmolekuláris ragasztóként” működnek, szorosabban tartva a vizet a kötésszerkezetben, ezáltal nagymértékben csökkentve a káros mellékreakciókat.

„Ez a felfedezés azt mutatja, hogy a víz szerkezete kulcsszerepet játszik az akkumulátorkémiában, de korábban figyelmen kívül hagyták” – mondta Husam Alshareef professzor, a KAUST CREST Megújuló Energia és Tárolási Technológiák Központjának vezető kutatója és igazgatója.

Bár a kísérletek többségében cink-szulfátot használtak, az előzetes eredmények azt mutatják, hogy a szulfátionok „hidrogél” hatása számos más fémanódra is vonatkozik. Ez megnyitja a lehetőséget egy univerzális, egyszerű és hatékony megoldás kifejlesztésére, amely javítja a teljes vizes akkumulátorcsalád élettartamát.

„A szulfátsók olcsók, könnyen beszerezhetők és kémiailag stabilak, így megoldásunk tudományosan és gazdaságilag is megvalósítható” – mondta Yunpei Zhu kutató, aki a kísérletek nagy részét végezte.

Az Aqua akkumulátorokat ma már biztonságosabb és fenntarthatóbb alternatívának tekintik a lítium akkumulátorokkal szemben a nagyméretű megújuló energiatároló rendszerekben, például a napelemes hálózatban történő energiatárolásban. A globális Aqua akkumulátor piac várhatóan meghaladja a 10 milliárd dollárt 2030-ra.

A kutatás a Science Advances folyóiratban jelent meg, a KAUST professzorai, Omar Mohammed, Omar Bakr, Xixiang Zhang és Mani Sarathy részvételével.

Vissza a témához

VNA

Forrás: https://tuoitre.vn/bat-ngo-cach-giup-pin-nuoc-ben-gap-10-lan-gia-re-beo-20250731095443709.htm