Zaskakujący sposób na 10-krotnie dłuższą żywotność baterii wodnych za „bardzo niską” cenę

pin nước - Ảnh 1. — Baterie wodne są obecnie uważane za bezpieczniejszy i bardziej zrównoważony wybór niż baterie litowe – Zdjęcie: Heno Hwang

Zespół naukowców z Uniwersytetu Nauki i Technologii im. Króla Abdullaha w Arabii Saudyjskiej (KAUST) odkrył kluczowy powód, dla którego baterie wodne – baterie wykorzystujące wodę jako rozpuszczalnik – szybko tracą wydajność i żywotność: cząsteczki „wolnej wody” powodują reakcje uboczne, które uszkadzają anodę.

Dzięki zastosowaniu niewielkiej ilości tanich soli siarczanowych, takich jak siarczan cynku, zespołowi udało się skutecznie pokonać ten problem, dzięki czemu bateria wytrzymuje ponad 10 razy dłużej.

Według zespołu badawczego „woda wolna” to cząsteczki wody, które nie są ściśle związane z innymi jonami w akumulatorze. W takim stanie woda łatwo reaguje z elementami elektrody, powodując utratę energii i korozję materiału.

Po dodaniu soli siarczanowych jony siarczanowe działają jak „molekularny klej wody”, mocniej wiążąc wodę w strukturze wiązania, co w znacznym stopniu ogranicza szkodliwe reakcje uboczne.

„To odkrycie pokazuje, że struktura wody odgrywa kluczową rolę w chemii baterii, ale wcześniej była pomijana” – powiedział profesor Husam Alshareef, główny badacz i dyrektor Centrum CREST ds. Odnawialnych Źródeł Energii i Technologii Magazynowania w KAUST.

Chociaż w większości eksperymentów wykorzystano siarczan cynku, wstępne wyniki pokazują, że efekt „hydrożelowy” jonów siarczanowych dotyczy również szerokiej gamy anod z innych metali. Otwiera to możliwość opracowania uniwersalnego, prostego i skutecznego rozwiązania, które wydłuży żywotność całej rodziny baterii wodnych.

„Sole siarczanowe są tanie, łatwo dostępne i chemicznie stabilne, co sprawia, że nasze rozwiązanie jest zarówno naukowo, jak i ekonomicznie wykonalne” – powiedział badacz Yunpei Zhu, który przeprowadził większość eksperymentów.

Baterie wodne są obecnie uważane za bezpieczniejszą i bardziej zrównoważoną alternatywę dla baterii litowych w systemach magazynowania energii odnawialnej na dużą skalę, takich jak magazynowanie energii słonecznej dla sieci elektroenergetycznej. Przewiduje się, że globalny rynek baterii wodnych przekroczy 10 miliardów dolarów do 2030 roku.

Badania opublikowano w czasopiśmie Science Advances. Uczestniczyli w nich profesorowie Omar Mohammed, Omar Bakr, Xixiang Zhang i Mani Sarathy z KAUST.

Powrót do tematu

VNA

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