Nowatorskie rozwiązanie wprost z chińskiego laboratorium
Zespół z Dalian Institute of Chemical Physics pod kierunkiem profesora Chen Pinga opracował pierwszą w pełni stałą, ładowalną baterię wykorzystującą jony wodorkowe. Kluczem do sukcesu okazał się nowatorski elektrolit o nazwie 3CeH3@BaH2. Jak tłumaczą naukowcy:
Struktura ta wykorzystuje wysoką przewodność jonów wodorkowych CeH3 i stabilność BaH2, umożliwiając szybkie przewodnictwo jonów wodorkowych w temperaturze pokojowej wraz z wysoką stabilnością termiczną i elektrochemiczną
Konstrukcja CeH2|3CeH3@BaH2|NaAlH4 wykorzystuje sprawdzone materiały – NaAlH4 jako katodę i CeH2 jako anodę. Elektroda dodatnia osiągnęła początkową pojemność rozładowania 984 mAh/g w normalnych warunkach temperaturowych. Po 20 cyklach ładowania urządzenie utrzymało jeszcze 402 mAh/g, co świadczy o całkiem przyzwoitej trwałości. Najbardziej przekonujący był praktyczny test, ponieważ bateria w konfiguracji stosowej dała napięcie 1,9 V i z powodzeniem zasiliła żółtą diodę LED. To pokazuje, że technologia jest gotowa do realnych zastosowań, a nie tylko laboratoryjnych eksperymentów.
Czytaj też: Akumulatory litowo-siarkowe powracają do gry. Nowy materiał rozwiązuje kluczowy problem
Bezpieczeństwo to jedna z największych zalet nowego rozwiązania. W przeciwieństwie do konwencjonalnych wariantów litowo-jonowych, wykorzystanie wodoru jako nośnika ładunku eliminuje ryzyko tworzenia się niebezpiecznych dendrytów. Jony wodorkowe, będące ujemnymi nośnikami ładunku, oferują unikalne właściwości. Są bowiem bardziej energetyczne i reaktywne niż tradycyjne kationy.
Co to zmieni w codziennym życiu?
W ogólnym rozrachunku postęp dokonany przez ekspertów z Państwa Środka otwiera drogę do rozwoju całkowicie nowych typów urządzeń elektrochemicznych, od bezpieczniejszych akumulatorów po zaawansowane ogniwa paliwowe i systemy do separacji gazów. Osiągnięcie chińskich naukowców ma szczególne znaczenie w kontekście globalnych starań o czystsze źródła energii. Dzięki możliwości dostosowania właściwości materiałów opartych na wodorkach, nowa technologia może stać się ważnym elementem infrastruktury do magazynowania energii ze źródeł odnawialnych.
Czytaj też: Pędzą bez kontaktu z szynami i pokonują 30 km w 8 minut. Kolej przyszłości jest już teraźniejszością
Badania opublikowane w Nature oznaczają przejście od teorii do praktycznej weryfikacji. To dopiero pierwszy krok – do komercjalizacji droga jeszcze daleka, choć kierunek jest obiecujący. Jeśli technologia się sprawdzi, może znacząco wpłynąć na sposób magazynowania energii w nadchodzących latach. A do tej pory było to poważnym ograniczeniem z punktu widzenia odchodzenia od paliw kopalnych. Czy wielka rewolucja czeka tuż za rogiem? Nie można tego wykluczyć.