Innowacyjny elektrolit zwiększy stabilność baterii cynkowo-powietrznych
Baterie cynkowo-powietrzne są wydajne, ekologiczne, bezpieczne i tanie. Cieniem na tym obrazie kładzie się jednak ich niska stabilność chemiczna. Nowy elektrolit może rozwiązać ten problem.
Baterie cynkowo-powietrzne mają wszelkie predyspozycje ku temu, by stać się atrakcyjną alternatywą dla konwencjonalnych technologii magazynowania energii. Do tej pory przeszkadzała w tym jednak ich niska stabilność chemiczna: uboczne reakcje chemiczne zainicjowane w wyniku kontaktu z elektrolitem alkaicznym prowadziły do nieodwracalnych zmian elektrochemicznych w samej baterii. Zespół naukowców z Centrum Badania Baterii MEET na Westfalskim Uniwersytecie Wilhelma w Münster postanowił rozwiązać ten problem: opracował innowacyjny, niealkaiczny, wodny elektrolit, który nie wywołuje niepożądanych reakcji elektrochemicznych.
Nowy elektrolit bazuje na triflanie cynku i zawiera nieznaną dotąd postać nadtlenku cynku ZnO2/O2 o wysokiej odwracalności chemicznej. W porównaniu ze swoimi konwencjonalnymi, wysoce alkalicznymi kuzynami oferuje szereg korzyści, w tym wyższą stabilność chemiczną i odwracalność elektrochemiczną, które umożliwiają efektywniejsze wykorzystanie anody, a w efekcie zapewniają dłuższą żywotność baterii – nawet do 320 cykli lub 1600 godzin pracy w warunkach zewnętrznych.
Zanim otrzymali gotowy elektrolit, naukowcy bardzo dokładnie zbadali zarówno wpływ ZnO2/O2, jak i rolę hydrofobowego anionu triflanu cynku, wykorzystując do tego kombinowane metody analizy elektrochemicznej i modelowania wielkoskalowego. W efekcie odkryli, że elektrolit wykazuje się zwiększoną gęstością energii, dzięki czemu może z powodzeniem konkurować z bateriami litowo-jonowymi.
– Ekologiczność, bezpieczeństwo i niska cena baterii cynkowo-powietrznej sprawia, że stanowi ona potencjalną alternatywę dla dostępnych na rynku technologii magazynowania energii – podkreśla Wei Sun, kierownik projektu. – Zanim jednak znajdzie ona praktyczne zastosowanie, musi zostać poddana kolejnym testom i optymalizacjom.
Źródło: Universität Münster
