Ulepszono akumulatory cynkowo-jonowe, akumulatory cynkowo-jonowe, akumulatory cynkowo-jonowe nowej generacji

Ulepszono akumulatory cynkowo-jonowe. Są tańsze, bezpieczniejsze i przyjaźniejsze środowisku względem Li-Ion

W dążeniu do oparcia naszej przyszłości na elektryczności musimy znaleźć sposób na efektywne magazynowanie energii, żeby zapewnić dostęp do niej niezależnie od warunków pogodowych. Kluczem do tego są magazyny, czyli wielkie stacjonarne akumulatory, które gromadziłyby nadwyżki energetyczne i których technologie właśnie się rozwija. Jednym z najnowszych przejawów tego są ulepszone akumulatory cynkowo-jonowe.

Nie bez powodu obecnie rozwija się akumulatory cynkowo-jonowe, ale problem ich wytrzymałości nadal skutecznie zatrzymuje ich wprowadzenie na rynek

Powszechny problem, jaki dręczy akumulatory cynkowo-jonowe, sprowadza się do ich szybkiej degradacji podczas użytkowania, czyli coraz to kolejnych cyklów pracy (ładowania i rozładowywania). Jednak naukowcy ciągle pracują nad nimi, ponieważ jest to jedna z alternatyw dla akumulatorów litowo-jonowych, która nie tylko będzie tańsza w produkcji, ale też bezpieczniejsza dla otoczenia i środowiska, a na dodatek niezależna względem ograniczonych na Ziemi zasobów.

Czytaj też: Ulepszono wydajność przewodów energetycznych nową izolacją

Problemy, w tym niska stabilność cyklu i szybkie samorozładowanie, uniemożliwiły praktyczne zastosowanie wodnych akumulatorów cynkowo-jonowych. Obie te kwestie są związane z projektowaniem elektrolitów i materiałów elektrodowych.

– mówi Yunpei Zhu, naukowiec z zespołu przewodzonego przez Husama Alshareefa, który kierował pracami.

Niedawno jednak zespół z King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) opracował rozwiązanie największej bolączki tej akumulatorowej chemii. W swoich dążeniach poprawił nie tylko to, jak akumulatory cynkowo-jonowe sprawdzają się pod kątem stabilności w kolejnych cyklach, ale też ich ogólną wydajność. Wszystko to za sprawą gruntownych zmian, bo zupełnie nowej kombinacji elektrolitu i elektrod.

Czytaj też: Grafen zapewnił 10-krotny wzrost pojemności akumulatorów sodowo-jonowych

W przypadku elektrolitu naukowcy postawili na elektrolit wodny o bardzo wysokim stężeniu soli chemicznych (tutaj wystąpiły sole cynku). Sól jest w tym równaniu kluczowa, bo im więcej jej jonów, które wiążą otaczające cząsteczki wody posiada roztwór, tym mniej wolnych cząsteczek wody może uszkodzić elektrody. Mowa dokładnie o wysoce stężonym elektrolicie z nadchloranem cynku i nadchloranem sodu.

Czytaj też: Akumulator alkaliczno-chlorowy rozkłada na łopatki litowo-jonowe odpowiedniki

W parze z nim te akumulatory cynkowo-jonowe nowej generacji doczekały się nowych katod na bazie nanowłókien, które w praktyce zwiększają dyfuzję jonów. To z kolei „zapewnia szybsze ładowanie i rozładowywanie tych wodnych akumulatorów jonowo-cynkowych”, jak wspomina jeden z badaczy. Ponoć w testach wytrzymywały one ponad 2000 cykli ładowania z jedynie marginalnym spadkiem pojemności, ale są na tyle ciężkie i duże, że zamiast do telefonów czy samochodów, trafią do wielkich magazynów energii.