Учени разработиха достъпна батерия за над 8000 презареждания

Изследователи от Университета в Линшьопинг в Швеция разработиха батерия, изградена от цинк и лигнин, която може да се презареди над 8000 пъти. Целта на иновацията е да предложи достъпна и екологосъобразна алтернатива на батерия, особено за региони с ограничен достъп до електроенергия.

“Соларните панели станаха относително евтини и много хора в страни с по-ниски доходи ги ползват. Близо до Екватора обаче слънцето залязва около 18:00 ч., оставяйки домакинства и бизнеси без ток. Надеждата ни е, че тази батерийна технология, макар и с по-ниски характеристики от скъпите литиево-йонни батерии, в крайна сметка ще предложи решение за тези случаи”, казва Реверънт Криспин, професор по органична електроника в Университета в Линшьопинг.

Стабилна батерия

Неговата изследователска група в Лабораторията по органична електроника, заедно с учени от университетите в Карлстад и Чалмърс, разработва батерия, базирана на цинк и лигнин, два разходно ефективни и екологосъобразни материала. Що се отнася до енергийната й плътност, тя е съизмерима с тази на оловно-киселинните батерии.

Батерията е стабилна, тъй като може да бъде използвана над 8000 цикъла при запазване на около 80% от експлоатационните й характеристики. В допълнение, батерията запазва заряда си за приблизително една седмица, значително по-дълго от други подобни базирани на цинк батерии, които се разреждат в рамките на само няколко часа.

Въпреки че базираните на цинк батерии вече са на пазара, предимно като непрезареждащи се варианти, прогнозите са, че те ще допълват и в някои случаи ще заместят литиево-йонните батерии в дългосрочен план, когато функционалността за презареждане стане достатъчно широко разпространена.

Евтина, рециклируема, мащабируема

“Макар литиево-йонните батерии да са полезни, когато с тях се манипулира правилно, те могат да са взривоопасни, трудни за рециклиране и проблемни по отношение на околната среда и човешките права при добива на елементи като кобалт. Затова нашата устойчива батерия предлага обещаваща алтернатива, когато енергийната плътност не е от критично значение”, обяснява Зияудин Кан, изследовател в Лабораторията по органична електроника в университета.

Проблемът с цинковите батерии е свързан най-вече с лошата им издръжливост поради факта, че цинкът реагира с водата в електролитния разтвор на батерията. Тази реакция води до генериране на водород в газова форма и дендритен растеж на цинка, което на практика прави батерията неизползваема. За да се стабилизира цинкът, се използва вещество, наречено калиев полиакрилат-базиран разтворен във вода солен електролит (WiPSE). Учените от Линшьопинг демонстрират, че когато в батерията, съдържаща цинк и лигнин, се използва WiPSE, стабилността е много висока.

Понастоящем разработваните в лабораторията батерии са малки. Изследователите вярват обаче, че могат да създадат големи батерии, приблизително с размерите на акумулатор за автомобил, благодарение на голямата наличност от лигнин и цинк на ниска цена. За масово производство ще бъде необходима и подкрепа от страна на бизнеса.