Voda a sůl místo žíravin
Většina dnešních baterií skrývá pod obalem velmi nepříjemnou složku chemie. K přenosu energie využívají kapaliny, které jsou silně kyselé, zásadité, hořlavé nebo korozivní. Baterie sice funguje, ale agresivní chemikálie ji zevnitř postupně rozežírají. Tým vědců z Číny a Hongkongu nyní přišel s elegantním řešením. Vytvořili baterii, jejímž elektrolytem je neutrální roztok na bázi vody, hořečnatých a vápenatých solí. Chemicky se tento roztok nápadně podobá nálevu, který se používá při srážení oblíbeného sójového sýra tofu.
Ideální řešení pro zelenou energetiku
Nová baterie sice v dohledné době nenahradí lithiové články ve vašem mobilním telefonu, protože není tak kompaktní, ale řeší mnohem větší problém. Ukládání energie ze slunce a větru. Solární panely vyrábí nejvíce energie v poledne, větrné turbíny zase v noci. Energetické sítě proto zoufale potřebují obrovská úložiště, která budou bezpečná, levná a vydrží fungovat roky. U těchto stacionárních obřích baterií nezáleží na velikosti. Hlavní výhodou vodní baterie je to, že její elektrolyt má pH 7 (stejně jako čistá voda), takže neprodukuje výbušné plyny a neničí vlastní součástky.
Molekulární lešení jako klíč k úspěchu
Pokusy s vodními bateriemi tu už byly, ale často selhávaly na rychlé degradaci elektrod. Vědci se proto zaměřili na zápornou elektrodu a místo běžných kovů vytvořili takzvané kovalentní organické polymery (COP). Nejlépe zafungovala struktura s názvem Hex-TADD-COP. Můžete si ji představit jako pevné molekulární lešení plné pórů. Ionty do tohoto lešení během nabíjení a vybíjení rychle a snadno zaplují a zase z něj vystoupí, aniž by se elektroda rozpadala. Právě díky této neuvěřitelné stabilitě si baterie v testech udržela téměř 73 % své kapacity i po úctyhodných 120 000 cyklech!
Zdroje pro hlubší bádání
Scientists Make Water-Based Battery That Could Last 300 Years Using Tofu Brine Ingredients