Överraskande nog kan en metod få vattenbaserade batterier att hålla 10 gånger längre och kosta en förmögenhet.

pin nước - Ảnh 1. — Vattenbaserade batterier anses nu vara ett säkrare och mer hållbart alternativ än litiumbatterier - Foto: Heno Hwang

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

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

Enligt forskargruppen syftar "fritt vatten" på vattenmolekyler som inte är tätt bundna till andra joner i batteriet. Detta tillstånd gör vattnet mer reaktivt med elektrodkomponenterna, vilket leder till energiförlust och materialkorrosion.

När sulfatsalter tillsätts fungerar sulfatjonerna som "vattenmolekyllim", vilket gör att vatten hålls tätare inuti den molekylära strukturen, vilket avsevärt minskar skadliga biverkningar.

Professor Husam Alshareef, huvudforskare och chef för CREST Centre for Renewable Energy and Storage Technology vid KAUST, sa: "Detta fynd visar att vattnets struktur spelar en nyckelroll i batterikemin, men detta har tidigare förbisetts."

Även om de flesta experiment använde zinksulfat, tyder preliminära resultat på att "vätekolloid"-effekten hos sulfatjoner även gäller många andra typer av metallanoder. Detta öppnar upp möjligheten att utveckla en universell, enkel och effektiv lösning för att förbättra livslängden för hela sortimentet av vattenbaserade batterier.

Forskaren Yunpei Zhu, som direkt utförde de flesta experimenten, delade: "Sulfatsalter är billiga, lättillgängliga och kemiskt stabila, vilket gör vår lösning genomförbar både vetenskapligt och ekonomiskt ."

Vattenbaserade batterier anses nu vara ett säkrare och mer hållbart alternativ än litiumbatterier för storskaliga system för förnybar energi, såsom nätansluten solenergilagring. Den globala marknaden för vattenbaserade batterier förväntas överstiga 10 miljarder dollar år 2030.

Forskningen publicerades i tidskriften Science Advances, med bidrag från 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