Οι ερευνητές ανακάλυψαν πρόσφατα έναν τρόπο να κατασκευάσουν μια αποτελεσματική μπαταρία από ψευδάργυρο – ένα φθηνό, ευρέως διαδεδομένο μέταλλο – αντί για τα σπάνια μέταλλα που χρησιμοποιούνται στις μπαταρίες λιθίου.
Οι περισσότερες επαναφορτιζόμενες μπαταρίες σήμερα είναι μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι οποίες περιλαμβάνουν άλλα μέταλλα όπως κοβάλτιο και νικέλιο. Καθώς τα ηλεκτρικά οχήματα (EVs) και η αποθήκευση ενέργειας μεγάλης κλίμακας γίνονται όλο και πιο συνηθισμένα, θα χρειαζόμαστε όλο και περισσότερα από αυτά τα μέταλλα – αλλά επειδή είναι ασυνήθιστα, το κόστος είναι συχνά τεράστιο.
Πολλοί ερευνητές εργάζονται σε φθηνότερες επιλογές μπαταριών για τη μείωση ή την αντικατάσταση αυτών των μετάλλων. Μια κινεζική εταιρεία δημιούργησε ένα αυτοκίνητο που τροφοδοτείται από μια μπαταρία νατρίου και ένας ερευνητής του Πανεπιστημίου του Maryland εφηύρε μια μερικώς βιοδιασπώμενη μπαταρία από ψευδάργυρο και κελύφη καβουριών. Οι ερευνητές έχουν βρει μάλιστα όχι έναν αλλά δύο τρόπους να αποθηκεύουν ενέργεια σε συνηθισμένη άμμο!
Το νέο αυτό έργο, με επικεφαλής τον Xiulei “David” Ji του Πολιτειακού Πανεπιστημίου του Όρεγκον, προσφέρει μια ακόμη εναλλακτική λύση στις μπαταρίες ιόντων λιθίου: προσιτές, αποδοτικές μπαταρίες μετάλλων ψευδαργύρου.
Το μυστικό είναι ένας νέος ηλεκτρολύτης που αναπτύχθηκε από τον Ji και την ομάδα του
Ένας ηλεκτρολύτης μπαταρίας είναι ένα υγρό στο εσωτερικό της μπαταρίας που βοηθά τις χημικές αντιδράσεις για την αποθήκευση και την απελευθέρωση ενέργειας. Δυστυχώς, οι προηγούμενοι ηλεκτρολύτες στις μπαταρίες ψευδαργύρου δεν ήταν πολύ αποδοτικοί. Μεγάλο μέρος της αποθηκευμένης ενέργειας στην μπαταρία καταναλωνόταν προηγουμένως σε επιπλέον, ανεπιθύμητες χημικές αντιδράσεις. Αυτό όχι μόνο σήμαινε ότι η μπαταρία δεν μπορούσε να απελευθερώσει τόση ενέργεια όση είχε τοποθετηθεί σε αυτήν, αλλά παρήγαγε και επικίνδυνο αέριο υδρογόνο. Αυτό σήμαινε ότι ο ψευδάργυρος δεν ήταν πρακτικός για επαναφορτιζόμενες μπαταρίες.
Η ομάδα του Ji δημιούργησε μια νέα φόρμουλα ηλεκτρολύτη που σχεδόν εξαλείφει αυτές τις ανεπιθύμητες αντιδράσεις. Σχηματίζει μια προστατευτική επίστρωση στο συστατικό ψευδαργύρου της μπαταρίας που αποτρέπει αυτού του είδους την απώλεια ενέργειας. Μια παρόμοια προστατευτική επίστρωση είναι αυτή που επιτρέπει στις μπαταρίες ιόντων λιθίου να απελευθερώνουν περισσότερο από το 99% της ενέργειας φόρτισης. Η νέα μπαταρία ψευδαργύρου απελευθερώνει το 99,95% της ενέργειας με την οποία φορτίζεται σε κάθε κύκλο.
Η μπαταρία ψευδαργύρου δεν είναι μόνο αποδοτική, αλλά και ασφαλέστερη από μια μπαταρία ιόντων λιθίου, .Ο νέος ηλεκτρολύτης δεν είναι εύφλεκτος, ενώ αυτοί που χρησιμοποιούνται στις μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι συχνά εύφλεκτοι. Τόσο ο ψευδάργυρος όσο και τα συστατικά του ηλεκτρολύτη είναι επίσης φθηνότερα και πιο κοινά από τα υλικά που χρησιμοποιούνται στις μπαταρίες ιόντων λιθίου.
“Η ανακάλυψη αυτή αποτελεί σημαντική πρόοδο προς την κατεύθυνση να γίνουν οι μπαταρίες μετάλλων ψευδαργύρου πιο προσιτές στους καταναλωτές”, δήλωσε ο Ji στις ανακοινώσεις OSU News and Research Communications.”Αυτές οι μπαταρίες είναι απαραίτητες για την εγκατάσταση πρόσθετων ηλιακών και αιολικών πάρκων. Επιπλέον, προσφέρουν μια ασφαλή και αποτελεσματική λύση για την αποθήκευση ενέργειας στο σπίτι, καθώς και μονάδες αποθήκευσης ενέργειας για κοινότητες που είναι ευάλωτες σε φυσικές καταστροφές“.
Χάρη στο έργο του Ji και της ομάδας του, οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες ψευδαργύρου είναι πιθανό να κυκλοφορήσουν στην αγορά στο εγγύς μέλλον.
Μετάφραση απο TCD (The Cool Down)
