Akumulatory litowo-jonowe nie są jedyną opcją. Ich następcy mają jednak pewną wadę

Era akumulatorów litowo-jonowych prędzej czy później straci na roli we współczesnym świecie. Wobec tego naukowcy z całego świata szukają sposobów na udoskonalenie niektórych alternatywnych technologii. Uczeni z Korei Południowej badali niedawno potencjał aplikacyjny wodnych akumulatorów cynkowo-metalowych. Czy staną się one nowym pokoleniem baterii, które zwojują świat?
Przykładowy system akumulatorów magazynujących energię – zdjęcie ilustracyjne z Zachodniej Wirginii (USA) / źródło: Z22, Wikimedia Commons, CC-BY-SA-4.0

Przykładowy system akumulatorów magazynujących energię – zdjęcie ilustracyjne z Zachodniej Wirginii (USA) / źródło: Z22, Wikimedia Commons, CC-BY-SA-4.0

O akumulatorach litowo-jonowych zdążyliśmy już sporo się dowiedzieć. Bazują one na pierwiastku, którego występowanie jest dość ograniczone w zasobach Ziemi. Elektrolit jest tutaj w stanie ciekłym, co może przyczyniać się do zwiększonego ryzyka pożaru. Mimo tego wciąż jest to technologia dominująca dzisiaj w sektorze bateryjnym. Naukowcy z Koreańskiego Instytutu Technologii Przemysłowej (KITECH) uważają, że wodne akumulatory cynkowo-metalowe (ang. aqueous zinc metal batteries, AZMB) również mają potencjał do zastosowania w praktyce.

Czytaj też: Głośne odkrycie za granicą Polski. Twórcy akumulatorów nie będą podtruwać Afryki

Z artykułu na łamach czasopisma Chemical Engineering Journal możemy dowiedzieć się, jak wyglądały prace badawcze uczonych z Dalekiego Wschodu. Obiektem zainteresowania były baterie, które charakteryzują się wysoką gęstością energii i bardziej przyjaznymi dla środowiska właściwościami pod kątem zastosowania jako magazyny energii.

Graficzny abstrakt ukazujący powlekanie dwuwarstwowe w akumulatorach AZMB / źródło: https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.149881, materiały prasowe

Generacja akumulatorów cynkowych ma szansę na zastosowanie w praktyce jako magazyny energii

Niestety wciąż te akumulatory nie zostały upowszechnione z uwagi na kilka trudnych do przezwyciężenia wad. Chodzi tutaj głównie o tendencję do tworzenia się dendrytów na powierzchni elektrod podczas pracy baterii, o reakcję wydzielania się wodoru oraz korozję cynku. Celem zredukowania wpływu tych czynników na wydajność baterii naukowcy postanowili spróbować nowej metody powlekania dwuwarstwowego. Na czym ona polegała?

Czytaj też: Bezpieczna alternatywa dla akumulatorów litowych już jest. Oto jak się z nią obchodzić

Wykorzystano dwa rodzaje materiałów, którymi pokryto powierzchnię cynkowej anody. Były to fluorek srebra umieszczony jako dolna warstwa oraz niereaktywny polimer, który osadzony został na górnej powierzchni. Podczas eksperymentów okazało się, że metoda zapobiega bezpośredniemu kontaktowi wody z cynkiem i hamuje tym samym korozję metalu oraz reakcję wydzielania się wodoru. Co więcej, fluorek srebra wykazywał właściwości „cynkofilne”, w związku z tym nie powstawały na powierzchni anody żadne dendryty.

Czytaj też: Czy akumulatory litowo-jonowe odejdą do lamusa? Za rogiem czai się cynkowa alternatywa

Jak twierdzi współautor badań, prof. Hongkyung Lee z Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology, zespół odkrył innowacyjny sposób na zwalczenie problemów z akumulatorami cynkowo-metalowymi. Wyraża również nadzieję, że metoda zostanie zaimplementowana także w innych generacjach akumulatorów, nie tylko w cynkowych.