Ta bateria wygląda jak mokry piasek. Może zmienić energetykę

Jak działa bateria z „mokrego piasku”?

Zaprezentowana przez naukowców z Dalian Institute of Chemical Physics w Chinach bateria to innowacyjna konstrukcja oparta na wodnych bateriach cynkowych. Jej kluczowy element stanowi wielofazowy elektrolit wodny o konsystencji „mokrego piasku”. Łączy on glikol dietylenowy i nanocząsteczki tlenku glinu w celu ograniczenia aktywności wolnej wody. W efekcie część cząsteczek wody zostaje „unieruchomiona” i nie może brać udziału w szkodliwych reakcjach ubocznych.

Nowa bateria osiąga 1700 cykli ładowania-rozładowania, działając w szerokim zakresie temperatur – nawet do 140°C. Oznacza to, że bateria zachowuje stabilność zarówno w warunkach pokojowych, jak i w skrajnie gorącym środowisku. Nawet w ogniwach typu pouch, bateria wytrzymuje ponad 100 stabilnych cykli przy 80°C. To dowodzi, że technologia nadaje się nie tylko do małych ogniw laboratoryjnych, ale także do większych formatów bardziej zbliżonych do przemysłowych.

Szansa na magazynowania energii

Wodne baterie cynkowe są uznawane za technologię szczególnie obiecującą dla magazynów energii, w tym tych magazynujących energię ze źródeł odnawialnych, takich jak słońce i wiatr. Baterie te łączą wysokie bezpieczeństwo, niski koszt i wykorzystanie powszechnych surowców. Dotąd ich zastosowanie ograniczały jednak problemy z trwałością i pracą w wysokich temperaturach.

Nowy projekt zapewnia innowacyjną strategię projektowania elektrolitów dla systemów magazynowania energii nowej generacji, zdolnych do pracy w trudnych warunkach.

– podkreśla prof. Chen Zhongwei.

Różnice w porównaniu do popularnych baterii

Klasyczne baterie litowo‑jonowe wykorzystują łatwopalne, organiczne elektrolity, co zwiększa gęstość energii, ale wiąże się z ryzykiem pożaru i wysokim kosztem materiałów (lit, kobalt, nikiel). Baterie cynkowe na bazie wody wykorzystują wodne roztwory soli cynkowych – tańsze, bardziej ekologiczne i bezpieczniejsze. Ich praktyczne zastosowanie było jednak do tej pory utrudnione przez niekontrolowane reakcje uboczne, które prowadziły do spadku ich wydajności i ograniczały niezawodność.

Sytuację tę zmienia technologia „mokrego piasku”. Zapewnia ona bowiem wyjątkową stabilność termiczną, dłuższy cykl życia i odporność na ekstremalne warunki. To czyni ją idealną do zastosowań, w których baterie litowo‑jonowe zawodzą.

Jeśli dalsze badania potwierdzą skalowalność i opłacalność ekonomiczną nowej technologii, „mokry piasek” z chińskiego laboratorium może trafić do przemysłowych magazynów energii i pomóc w integracji odnawialnych źródeł energii z siecią. Byłaby to realna alternatywa dla drogich baterii litowo-jonowych.

Przeczytaj również: Elektrownie słoneczne na orbicie. Zbliża się rewolucja w energetyce