Energiu uchováme lacnejšie. Nové batérie dosiahli účinnosť 99,99 %, stratili najväčšiu slabinu
Skladovanie energie sa stalo jednou z kľúčových výziev modernej energetiky. Slnečné a veterné elektrárne produkujú elektrinu nepravidelne a bez spoľahlivého spôsobu jej uchovávania zostáva ich potenciál využitý len čiastočne. Vedci po celom svete hľadajú riešenia, ktoré by boli nielen účinné, ale aj cenovo dostupné a bezpečné.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneV posledných rokoch je jednou z najsľubnejších oblastí výskumu práve vývoj lacnejších a ekologickejších alternatív k dnes dominantným lítiovo-iónovým batériám, ktoré sprevádzajú obavy o cenu surovín aj bezpečnosť pri prevádzke.
Nový prístup k vývoju
Výskumníci z Univerzity v Marylande a Brookhavenského národného laboratória nedávno dosiahli pozoruhodný pokrok v oblasti zinkových batérií s vodným elektrolytom. Výsledky svojej práce publikovali v prestížnom vedeckom časopise Nature.
Zinkové batérie patria dlhodobo medzi sľubné alternatívy, pretože zinok je lacný, bežne dostupný, netoxický a dobre kompatibilný s vodou použitou ako elektrolyt. Napriek týmto výhodám sa doteraz nedarilo prekonať problémy s účinnosťou a dlhodobou stabilitou, čo bránilo ich širšiemu komerčnému využitiu.
Hlavným problémom bolo, že pri prevádzke dochádzalo k rozkladu vody v elektrolyte a na povrchu zinkových elektród sa tvorili drobné ihličkovité štruktúry. Tie postupne narúšali funkciu batérie a skracovali jej životnosť.
Klasické vodné elektrolyty s vysokou koncentráciou solí síce tieto problémy čiastočne vyriešili, no za cenu vyššej viskozity a zníženej pohyblivosti iónov, čo nepriaznivo vplývalo na celkový výkon batérií.
Tím vedený profesorom Chunshengom Wangom sa rozhodol tento problém riešiť nie úpravou elektród, ale iným návrhom samotného elektrolytu. Vedci sa zamerali na tzv. sekundárnu usporiadanosť okolo zinkových iónov v roztoku, čo bol aspekt doteraz prehliadaný väčšinou výskumných skupín.

Prvý autor štúdie Dejian Dong vysvetlil, že navrhnuté elektrolyty obsahujú fluorované anióny, ktoré okolo zinku vytvárajú stabilný ochranný obal a zároveň chránia elektródu pred nepriaznivými reakciami s vodou. Vďaka tomuto prístupu sa tímu podarilo súčasne zlepšiť viacero vlastností elektrolytu, čo sa predtým považovalo za takmer nemožné, keďže každý pokrok v jednej z oblastí obvykle prinášal zhoršenie v inej.
Nevídaná efektivita
Výsledky testov boli presvedčivé. Batérie dosiahli účinnosť 99,99% počas tisíc nabíjacích a vybíjacích cyklov, pričom táto hodnota výrazne prevyšuje väčšinu doteraz prezentovaných riešení. Energetická hustota článku dosiahla 130 Wh/kg a elektrolyt si zachoval nízku hustotu aj vysokú pohyblivosť iónov.
To sú vlastnosti, bez ktorých by batéria nebola použiteľná v praxi. Okrem toho sú vodné elektrolyty zo svojej podstaty nehorľavé, čo je zásadná bezpečnostná výhoda oproti lítiovo-iónovým systémom, u ktorých zostáva riziko požiaru stále aktuálnym rizikom.
Profesor Wang zdôraznil, že nový prístup k návrhu elektrolytov otvára cestu nielen pre zinkové batérie, ale potenciálne aj pre iné systémy na uchovávanie energie. V praxi by toto riešenie mohlo pomôcť nasadeniu výkonných a lacných batérií vhodných na skladovanie elektriny vo veľkých energetických sieťach napojených na solárne alebo veterné zdroje.
Práve táto oblasť dnes zostáva doménou lítiovo-iónových batérií, no ich vyššia cena a obmedzená dostupnosť niektorých kľúčových surovín, ako napríklad lítia a kobaltu, ich dlhodobo limitujú.
Výskumný tím plánuje v ďalšom výskume rozšíriť túto technológiu na iné typy elektrolytových systémov a pomocou moderných analytických metód lepšie porozumieť dejom prebiehajúcim na rozhraní elektródy a elektrolytu. Ak sa tieto poznatky podarí pretaviť do komerčne dostupných produktov, vodné zinkové batérie by mohli v budúcnosti výrazne zmeniť to, ako uchovávame energiu z obnoviteľných zdrojov.
Čítajte viac z kategórie: Ekológia
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Jadrovú energetiku čaká prelom. Nové reaktory môžu z uránu získať až 100-krát viac energie

Slovenskí vedci sú blízko k vyriešeniu drahého problému energetiky. Pomôcť má materiál tenší než vlas

Majú voňať, namiesto toho ničia pľúca. Vedci varujú pred tichým zabijakom ovzdušia v dome

Vedci spochybnili jednu z najznámejších teórií o vzniku života. Rozhodlo 100 000 simulácií

V areáli, kde vyrábali materiál pre jadrové bomby, vypukol požiar. Hlásia možný únik radiácie
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
PREMIUM„Začínali sme s 10-tisíc eurami, dnes máme obrat 450-tisíc.“ Zo študentského projektu vybudovali úspešný biznis

Kúpiš ich aj do 10-tisíc eur: Odborníci vybrali 8 nesmrteľných áut, ktoré dokážu najazdiť státisíce kilometrov
PREMIUM„Z hrobky sme počuli búchanie.“ Slovenský hrobár odhalil najdesivejšie zážitky zo svojej práce (ROZHOVOR)

El Niño naďalej silnie: Planéta Zem spomaľuje rotáciu, v Európe hrozí mimoriadne divoká zima

Slovensko čaká dážď aj ochladenie: V niektorých oblastiach môže napadnúť až 15 cm snehu (PREDPOVEĎ)
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Rusi posilňujú svoj vplyv v Afrike. Kľúčovému štátu dodajú stíhačky Su-35 a obávané systémy
- BYD prerástlo Toyotu, Ford, GM aj Teslu dohromady. Ich automobilové impérium prepísalo históriu
- Fantasy hit sa vracia vo veľkom. Nová séria sľubuje vojnu a zásadný zlom
- Majú voňať, namiesto toho ničia pľúca. Vedci varujú pred tichým zabijakom ovzdušia v dome
- Potvrdené. Votrelec dostane nový film, na palube je aj Ridley Scott. Diváci však chcú niečo iné
-
- BYD prerástlo Toyotu, Ford, GM aj Teslu dohromady. Ich automobilové impérium prepísalo históriu
- Fantasy hit sa vracia vo veľkom. Nová séria sľubuje vojnu a zásadný zlom
- Nemci riešia bezpečnostnú nočnú moru elektromobilov. Po Volkswagene zasiahla aj Audi
- Potvrdené. Votrelec dostane nový film, na palube je aj Ridley Scott. Diváci však chcú niečo iné
- Netflix ukazuje najväčší vojnový film roka. Dorazí už čoskoro a ukáže tragický príbeh podľa skutočnosti
-
- Vedci vytvorili motor, aký svet ešte nevidel. 2000-ročný vynález zvýšil elektrický prúd až 100-násobne
- Vodič išiel 81 km/h a prišiel o vodičák. Narazil na nekompromisné pravidlo
- Nemci riešia bezpečnostnú nočnú moru elektromobilov. Po Volkswagene zasiahla aj Audi
- Nepočuli motor ani žiadny zvuk. Čierny trojuholník s rýchlosťou 2 900 km/h zaskočil celý svet
- Nové sci-fi konečne dorazilo online. Stojí za ním tvorca Gladiátora
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
PREMIUM„Začínali sme s 10-tisíc eurami, dnes máme obrat 450-tisíc.“ Zo študentského projektu vybudovali úspešný biznis

Kúpiš ich aj do 10-tisíc eur: Odborníci vybrali 8 nesmrteľných áut, ktoré dokážu najazdiť státisíce kilometrov
PREMIUM„Z hrobky sme počuli búchanie.“ Slovenský hrobár odhalil najdesivejšie zážitky zo svojej práce (ROZHOVOR)

El Niño naďalej silnie: Planéta Zem spomaľuje rotáciu, v Európe hrozí mimoriadne divoká zima

