Wodne baterie cynkowe są ciekawym rozwiązaniem akumulatora, w którym elektrolitem jest woda. Pod względem środowiskowym baterie te są zdecydowanie bardziej ekologiczne, ponieważ wykorzystują o wiele mniej krytycznych dla gospodarki surowców. Teoretycznie mogą też oferować ponad dwukrotnie większą pojemność niż baterie litowo-jonowe, ponieważ wykorzystują aż dwa elektrony na jeden jon. Niemniej w przypadku tej technologii wciąż nierozwiązany pozostaje jeden problem – dendryty.
Czytaj też: A gdyby tak drukować w 3D baterie do aut elektrycznych? To tylko pozornie absurdalny pomysł
Te struktury erozyjne zbudowane z cynku powstają na powierzchni anody podczas procesu ładowania. Ich obecność przyczynia się do zwarć elektrycznych i obniża wydajność urządzenia. W obliczu takich zagrożeń zespół naukowców z dwóch koreańskich instytutów badawczych: Korea Institute of Energy Research (KIER) i Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) opracowali nową technikę wytwarzania elektrod do wodnych baterii cynkowych, dzięki której dendryty powstają w sposób kontrolowany.
Wodne baterie cynkowe pokonały kolejny krok w stronę komercjalizacji
Z artykułu na łamach czasopisma Advanced Energy Materials dowiadujemy się, że badacze wykorzystali tlenek miedzi do stopniowego i równomiernego osadzania cynku w bateriach. Konwencjonalne metody zakładają użycie samej miedzi, ale niestety było to nieskuteczne w kontekście powstawania dendrytów.
Czytaj też: Baterie alkaliczne dostaną drugie życie. Ukryte skarby na wyciągnięcie ręki
Tlenek miedzi natomiast, jak informują badacze, po równomiernym rozprowadzeniu cynku zachowuje się jak rusztowanie, tłumiąc tym samym nieuporządkowane osadzanie się metali. Dzięki temu dendryty zyskują „gorsze środowisko” do rozwoju, a sama bateria jest w stanie pracować dłużej z dużą wydajnością. Okazuje się, że niewielka innowacja w produkcji wodnych baterii cynkowych przyczyniła się zwiększenia żywotności aż o 10 razy!
Czytaj też: Tańsze niż akumulatory litowe i jeszcze “długowieczne”. Czym są te chińskie baterie?
Podczas testów prototypowej baterii odkryto, że nawet po 3000 cykli ładowania i rozładowywania baterie zachowują 80 proc. swojej początkowej pojemności. Ponadto nowo opracowana technologia nadaje się do stosowania w przypadku elektrod do powierzchni 64 cm2. Uczeni zapewniają, że ich osiągniecie zwiększa potencjał aplikacyjny wodnych baterii cynkowych.