Na łamach czasopisma Journal of American Chemical Society opublikowano wyniki badań nad akumulatorem cynkowo-manganowym. Prace nad nim prowadzili uczeni z Chińskiej Akademii Nauk, którzy wykorzystali zupełnie inny ciekły elektrolit w pracy urządzenia. Okazało się, że był to strzał w dziesiątkę.
Czytaj też: Chiny zwalają z nóg potężnym akumulatorem litowo-jonowym. Tesla daleko, oj daleko w tyle
Na początku przypomnijmy zalety i wady akumulatorów cynkowo-manganowych, które aż tak nową technologią nie są. Cechuje je wysoka zdolność do pracy przy dużym napięciu prądu oraz potężna gęstość energii. Niestety anoda zbudowana tutaj z cynku wciąż jest konstrukcyjnie daleka od ideału, ponieważ bardzo łatwo ulega degradacji i pojawiają się na niej po pewnym czasie pracy drzewkowate dendryty. Co więcej, na manganowej katodzie też nie dzieje się najlepiej, ponieważ w wyniku reakcji na niej zachodzących wydziela się tlen, który uniemożliwia odwracalność procesów redox.
Badania nad akumulatorem cynkowo-manganowym. Nowy elektrolit budzi spore nadzieje
Tym wszystkim problemom rzekomo ma zaradzić nowy ciekły i micelarny elektrolit, który wykorzystuje związek organiczny zwany metylomocznikiem (Mu). Jego rolą jest zbieranie jonów i kierowanie jednorodnym osadzaniem Zn2+ i Mn2+ – wspominają w swoim artykule badacze.
Dodajmy, że metylomocznik okazał się także pomocny w generowaniu fazy na granicy elektroda-elektrolit, która działa ochronnie przed korozją anody pod wpływem cząsteczek wody. Odwracalność reakcji na manganowej katodzie również została wzmocniona.
Testy z akumulatorem wykazały, że jest to urządzenie stabilne, które działało przez 800 godzin przy zredukowanym wzroście dendrytów. Nie można przejść obojętnie obok informacji, że pojemność akumulatora wynosiła prawie 100 proc. po 800 cyklach ładowania i rozładowywania. Ponadto bateria osiągnęła gęstość energii na poziomie 800 Wh/kg przy pojemności powierzchniowej (ang. areal capacity) 0,5 mAh/cm2.
Czytaj też: W wizji LEST każdy wieżowiec może być akumulatorem. Wszystko dzięki grawitacji
Powyższe wyniki wydają się znakomite, ale niestety wciąż jesteśmy na samym początku przygody z akumulatorem cynkowo-manganowym. Chociażby obecne na rynku baterie litowe posiadają wspomniany wskaźnik „areal capacity” rzędu 2 mAh/cm2. Zatem przed naukowcami (nie tylko tymi z Chińskiej Akademii Nauk) jeszcze wiele do zrobienia, aby uczynić tę technologię zdatną do komercyjnego zastosowania.
