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

Vesmírny megaprojekt podporili kľúčoví spojenci Slovenska, odolá vesmírnym hrozbám

Slováci môžu z domu hľadať čierne diery. Nemusíš byť vedec a stačí ti pár minút času

Zhasla ďalšia nádej na nájdenie mimozemského života. Potenciálne planéty uviazli v ére slizu

Mieri priamo na nás. V našej galaxii objavili desivý lúč z čiernej diery

Zrodil sa z ohňa a ľadu. Vzorky zo známeho asteroidu odhalili tajomstvo vzniku Zeme
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Pokuta cez 8 000 eur: Slováci si chybne myslia, že komín stačí čistiť raz ročne

Bratislavu strašia nebezpečné ploštice: Mestská časť hlási zamorené bytovky, starosta varuje pred nezodpovednými susedmi

Slovenský manažér bude v zahraničí viesť reťazec s tržbami 3,5 miliardy: Pod sebou bude mať vyše 14-tisíc ľudí

Známej slovenskej firme hrozí krach. Sociálnej poisťovni dlhuje 1,3 milióna eur

„Slezina chodí spať o šiestej,“ zaznelo vo videu Majka Spirita. Odborníčky vysvetlili, prečo sú takéto tvrdenia nebezpečné
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- V kinách pohorel, online je obrovský hitom. Akčný veľkofilm ovládol celosvetovú sledovanosť
- Ukrajinské F-16 narazili na väčší problém než Rusi. Až polovica z nich je mimo služby
- Má 1 113 koní a dojazd 1 770 km. Obor od známej značky mieri do predaja za nízku cenu
- Majú zásoby 100 miliárd m³. Slovensko môže získať nový veľký zdroj plynu, spustia ho už čoskoro
- Slováci si pred STK musia skontrolovať ďalšiu vec. Inak môžu domov odísť bez auta
-
- Ukrajinské F-16 narazili na väčší problém než Rusi. Až polovica z nich je mimo služby
- Schovávali eso v rukáve? Rusi vytiahli neznámy systém proti Ukrajine
- EÚ chce vytvoriť „vojenský Schengen“. Slovensko má v krajine hanebnú prekážku, ktorá zbrzdí tanky spojencov
- Slovensko ukázalo novú zbraň pre modernú vojnu. Jej najväčšia výhoda má háčik
- Číňania vyvíjajú „lovca stealth stíhačiek“. F-35 má v noci zachytiť na 61 km
-
- Majú zásoby 100 miliárd m³. Slovensko môže získať nový veľký zdroj plynu, spustia ho už čoskoro
- Volkswagen prekvapil cenou. Nový elektrický sedan stojí len 11 000 eur a má dojazd 555 km
- Netflix ovládla nová česká komédia. V kinách ju skoro nikto nevidel
- Všetci ich chcú vidieť. Streamovacia služba zažíva historický nával divákov
- Má 1 113 koní a dojazd 1 770 km. Obor od známej značky mieri do predaja za nízku cenu
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

Pokuta cez 8 000 eur: Slováci si chybne myslia, že komín stačí čistiť raz ročne

Bratislavu strašia nebezpečné ploštice: Mestská časť hlási zamorené bytovky, starosta varuje pred nezodpovednými susedmi

Slovenský manažér bude v zahraničí viesť reťazec s tržbami 3,5 miliardy: Pod sebou bude mať vyše 14-tisíc ľudí

Známej slovenskej firme hrozí krach. Sociálnej poisťovni dlhuje 1,3 milióna eur

