Průlomová „vodní baterie“ je ekologičtější a vydrží déle než lithium-iontová baterie

Vědci ze soukromé výzkumné univerzity POSTECH v jihokorejském Pohangu vyvinuli stabilní vodní zinko-iontovou baterii, která jako elektrolyt používá vodu. Použili ochrannou polymerní vrstvu, aby zabránili korozi elektrody a zvýšili stabilitu zinkové anody, čímž zlepšili elektrochemickou stabilitu vodní zinko-iontové baterie.

Elektrolyt na bázi organických rozpouštědel, který slouží jako médium pro pohyb iontů v typickém bateriovém systému, je ze své podstaty hořlavý a představuje riziko výbuchu nebo požáru. K vyřešení tohoto problému se vyvíjejí baterie s vodným elektrolytem jako slibná náhrada. Zinková anoda ve vodných elektrolytech má však horší reverzibilitu způsobenou zinkovými dendrity a povrchovými vedlejšími reakcemi, což brání širšímu využití zinko-iontových baterií, jak uvádí server Brighter.

Výzkumný tým POSTECH vyvinul zinkovou anodu potaženou multifunkční ochrannou vrstvou s použitím blokového kopolymeru (makromolekuly sestávající ze dvou nebo více různých polymerních řetězců spojených kovalentními vazbami). Tato nová polymerová vrstva je pružná a roztažitelná, takže odolává zvětšování objemu při nabíjení a vybíjení baterie.

Bylo zjištěno, že polymerní ochranná vrstva způsobuje homogenní distribuci iontů a potlačuje růst dendritů, což přispívá k dlouhodobé životnosti zinkové anody. Tenkovrstvá vrstva také zlepšuje stabilitu elektrody tím, že potlačuje zbytečné chemické/elektrochemické reakce v elektrolytu na povrchu elektrody.

Kromě toho vědci zkoumali pohyb zinečnatých iontů v povlakové vrstvě pomocí analýzy sekundární iontové hmotnostní spektrometrie. Zobrazení pohybu zinkových iontů, které se v předchozích studiích nepodařilo, slibuje další výzkum povrchových vlastností anod baterií. Studie byla nedávno publikována v časopise Cell Reports Physical Science. 

Zdroj: thebrighterside.news, sciencedirect.com