Корейські дослідники досягли значних успіхів у розробці більш безпечної та економічно ефективної альтернативи літій-іонним батареям, вдосконаливши технологію цинково-іонних акумуляторів на водній основі. Це нововведення задовольняє зростаючий попит на ефективні системи зберігання електроенергії (ESS), особливо на відновлювані джерела енергії, такі як сонячна енергія та енергія вітру, які виробляють періодичну та нестабільну енергію.
Як працюють водяні батареї
Команда Корейського інституту науки і техніки (KIST) зосередилася на підвищенні безпеки та ефективності акумуляторних батарей з іонами цинку, які використовують воду як електроліт. Основна перевага цих акумуляторів перед традиційними літій-іонними аналогами полягає в їх більш низькій вартості, оскільки необхідна сировина більш доступна.
Однак акумулятори на водній основі історично стикалися з проблемами через корозію металевого анода та подальше розкладання води на газоподібний водень. Цей процес не тільки збільшує внутрішній тиск, роблячи батареї потенційно вибухонебезпечними, але і призводить до виснаження електроліту.
Інновації в галузі безпеки
Щоб подолати ці проблеми, корейські вчені розробили композитний каталізатор, що складається з діоксиду марганцю та паладію. Цей каталізатор є ключовим для перетворення газоподібного водню, що утворюється всередині батареї, назад у воду. При нормальних умовах діоксид марганцю не вступає в реакцію з газоподібним воднем. Однак у присутності паладію він ефективно поглинає водень і полегшує його перетворення. Під час тестування такий підхід підтримував низький тиск всередині акумулятора та запобігав виснаженню електроліту, тим самим підвищуючи безпеку та ефективність.
Потенційний вплив і області застосування
Цей прорив у технології водяних акумуляторів може революціонізувати системи зберігання енергії, зробивши їх дешевшими та безпечнішими. Хоча ця технологія безпосередньо не призначена для використання в споживчих гаджетах, таких як Galaxy Note 7, які страждали від проблем, пов’язаних з акумулятором, вона обіцяє більш масштабне зберігання енергії, особливо в поєднанні з відновлюваними джерелами енергії.
Наслідки виходять за рамки простого накопичення енергії. Ця більш безпечна технологія водяних акумуляторів також може бути використана в промислових умовах, де витік газоподібного водню становить небезпеку, наприклад, на заправних станціях для водню і атомних електростанціях. Її застосування в цих секторах може значно підвищити стандарти безпеки.
Досягнення корейських вчених передбачає майбутнє, в якому водяні акумулятори не тільки стануть життєздатною альтернативою літій-іонним батареям, але і зроблять внесок в зростання і стабільність світового ринку зберігання енергії, ще більше підтримуючи розширення рішень в області поновлюваних джерел енергії.