Överraskande sätt att få vattenbatterier att hålla 10 gånger längre, till ett "smutsigt" pris.

Forskare i Saudiarabien har just tillkännagivit en intressant upptäckt som hjälper till att förlänga livslängden på vattenbatterier, vilka anses vara ett säkrare och mer hållbart val än litiumbatterier, till ett "smutsbilligt" pris.

Vattenbatterier anses nu vara ett säkrare och mer hållbart val än litiumbatterier - Foto: Heno Hwang

Ett forskarteam vid King Abdullah University of Science and Technology i Saudiarabien (KAUST) har upptäckt den viktigaste orsaken till att vattenbaserade batterier – batterier som använder vatten som lösningsmedel – snabbt förlorar prestanda och livslängd: "fria vatten"-molekyler orsakar sidoreaktioner som skadar anoden.

Och med bara en liten mängd billiga sulfatsalter som zinksulfat, övervann teamet effektivt detta problem, vilket gjorde att batteriet höll mer än 10 gånger längre.

Enligt forskargruppen är "fritt vatten" vattenmolekyler som inte är tätt bundna till andra joner i batteriet. Detta tillstånd gör att vatten lätt reagerar med elektrodkomponenter, vilket orsakar energiförlust och materialkorrosion.

När sulfatsalter tillsätts fungerar sulfatjonerna som "vattenmolekylärt lim" som håller vattnet tätare i bindningsstrukturen, vilket kraftigt minskar skadliga sidoreaktioner.

"Denna upptäckt visar att vattnets struktur spelar en nyckelroll i batterikemi, men att den tidigare har förbisetts", säger professor Husam Alshareef, huvudforskare och chef för CREST Center for Renewable Energy and Storage Technologies vid KAUST.

Även om de flesta experimenten använde zinksulfat, visar preliminära resultat att "hydrogel"-effekten av sulfatjoner även gäller för ett brett spektrum av andra metallanoder. Detta öppnar upp möjligheten att utveckla en universell, enkel och effektiv lösning för att förbättra livslängden för hela familjen av vattenbaserade batterier.

"Sulfatsalter är billiga, lättillgängliga och kemiskt stabila, vilket gör vår lösning både vetenskapligt och ekonomiskt genomförbar", säger forskaren Yunpei Zhu, som genomförde de flesta experimenten.

Vattenbatterier anses nu vara ett säkrare och mer hållbart alternativ till litiumbatterier för storskaliga lagringssystem för förnybar energi, såsom solenergilagring för elnätet. Den globala marknaden för vattenbatterier förväntas överstiga 10 miljarder dollar år 2030.

Forskningen publicerades i tidskriften Science Advances, med deltagande av professorerna Omar Mohammed, Omar Bakr, Xixiang Zhang och Mani Sarathy från KAUST.

Tillbaka till ämnet

VNA

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