Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda rozwijają efektywne baterie cynkowo-powietrzne
| Gospodarka ArtykułyInżynierowie ze Stanford stworzyli baterie cynkowo-powietrzne, które mogą stać się tanią alternatywą dla technologii litowo-jonowej. Zaawansowane baterie charakteryzują się wyższą aktywnością katalityczną oraz trwałością w porównaniu do podobnych akumulatorów wykonanych z platyny czy irydu bądź innych kosztownych katalizatorów. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature Communications. Głównym autorem prowadzonych badań jest profesor chemii Hongjie Dai.
Akumulatory litowo-jonowe przyciągnęły największą uwagę pomimo ich ograniczonej gęstości energii (energia zmagazynowana w jednostce objętości), wysokich kosztów i problemów bezpieczeństwa. - Dzięki dużej podaży tlenu z atmosfery metalowo-powietrzne baterie mają znacznie wyższą teoretyczną gęstość energii niż tradycyjne baterie elektrolityczne lub baterie litowo-jonowe. Wśród nich cynkowo-powietrzna jest technicznie i ekonomicznie najbardziej opłacalną opcją - mówił profesor Hongjie Dai.
Baterie cynkowo-powietrzne wytwarzają energię elektryczną poprzez łączenie tlenu atmosferycznego i cynku w ciekłym elektrolicie, dając jako produkt uboczny tlenek cynku. Podczas ładowania proces ten jest odwracany i uzyskiwany jest tlen, a metaliczny cynk jest regenerowany.
Jednorazowe baterie cynkowo-powietrzne o ograniczonej gęstości mocy zostały skomercjalizowane i nadają się szczególnie do zastosowań medycznych i telekomunikacyjnych. Jednak w rozwoju tego typu akumulatorów przeszkadza brak odpowiednio sprawnych katalizatorów oraz ograniczona żywotność elektrod cynkowych.
Grupa profesora Dai wykorzystała nanotechnologię do opracowania nowych katalizatorów o znacznie wyższej aktywności i trwałości. - Okazało się, że te katalizatory znacznie zwiększyły wydajność baterii. Osiągnęliśmy rekordowo wysoką efektywność energetyczną baterii cynkowo-powietrznej z dużą, ponad dwukrotnie większą niż w technologii litowo-jonowej, gęstością energii - mówił Hongjie Dai. Podczas długich cykli ładowania i rozładowania, prowadzonych w ciągu kilku tygodni, baterie wykazały dobrą odwracalność procesów chemicznych oraz stabilność. Możliwe zatem, że zostaną opracowane praktyczne ładowalne baterie cynkowo-powietrzne.
źródło: Stanford University
zdjęcie: Yanguang Li, Stanford University
