Ta niezwykła konstrukcja stanowi owoc współpracy przedstawicieli Flinders University oraz Uniwersytetu Zhejiang. Jak przekonują członkowie zespołu badawczego, zaprojektowany przez nich akumulator jest pierwszym na świecie na bazie wody rodnikowo-aluminiowej, w którym zamiast materiałów niebezpiecznych wykorzystuje się elektrolity na bazie wody.
Czytaj też: Ameryka bierze się za obcą technologię. Kosmetyczna zmiana dokona rewolucji w akumulatorach
Samo to zasługuje na uwagę, a korzyści jest więcej. Nowa bateria zapewnia stabilne napięcie wyjściowe 1,25 V i pojemność 110 mAh g–1 mierzoną na przestrzeni 800 cykli, po których odnotowano tylko minimalny spadek pojemności. O szczegółach realizowanego projektu oraz potencjalnych korzyściach płynących z wykorzystania nowego akumulatora jego twórcy piszą na łamach Journal of American Chemistry.
Istotną rolę w nowej konstrukcji odegrały tzw. stabilne rodniki, czyli cząsteczki organiczne powszechnie stosowane w konstruowaniu akumulatorów organicznych. Co istotne, przedtem nie wykorzystywano ich do tworzenia akumulatorów aluminiowo-jonowych, co było związane z niedostateczną wiedzą na temat ich reakcji w elektrolitach.
Akumulator zaprojektowany przez naukowców z Australii i Chin cechuje się wysoką wydajnością, pojemnością i stopniem bezpieczeństwa
W związku z tym autorzy nowych badań postanowili przetestować stabilny rodnik znany jako TEMPO. Ten może ulegać odwracalnej dysproporcji w obecności kwasu Lewisa, dlatego pojawia się możliwość tworzenia baterii rodnikowych glinu. Nowa konstrukcja wyróżnia się pod względem niskiej toksyczności, co jest rzadko spotykane w przypadku akumulatorów. Te zazwyczaj zawierają bowiem niebezpieczne składniki i mogą zanieczyszczać środowisko. Wśród szczególnie niebezpiecznych substancji wymienia się ołów, kadm i rtęć.
W tym przypadku jest znacznie lepiej, ponieważ mowa o elektrolitach na bazie wody. Jakby tego było mało, są one odporne na ogień i działanie powietrza, co zapewnia wysoką stabilność i stopień bezpieczeństwa. Twórcy zastosowali także materiały biodegradowalne, aby maksymalnie ograniczyć negatywny wpływ na środowisko. Zdaniem twórców akumulatory aluminiowo-jonowe mogą być świetną alternatywą dla konstrukcji litowo-jonowych. Te ostatnie towarzyszą nam praktycznie na każdym kroku, ponieważ stosuje się je zarówno w przenośnej elektronice, jak i samochodach elektrycznych czy systemach wykorzystywanych do magazynowania energii pochodzącej z odnawialnych źródeł.
Czytaj też: Tego źródła energii już nic nie pobije. Chiny miażdżą konkurencję swoim nowym akumulatorem
Wśród największych ograniczeń stosowanych do tej pory akumulatorów aluminiowo-jonowych wymienia się problemy z transportem jonów, choć w przypadku tych konstrukcji napięcie wyjściowe akumulatora pozostaje słabe. Dzięki przeprowadzonym badaniom możliwe jest unikanie tych trudności, co wymaga stosowania stabilnych rodników w formie katod. Przekłada się to na wysokie napięcie wyjściowe i zadowalają pojemność przy świetnej stabilności. Ale czy taki wariant faktycznie może zagrozić dominującym już na rynku?
