Baterii vyrobenou švédskou laboratoří ze zinku a ligninu lze použít více než 8000krát
Foto: Thor Balkhed / Tiskový zdrojBaterie byla vyvinuta výzkumníky z Linköpingovy univerzity ve Švédsku s vizí poskytnout levné a udržitelné bateriové řešení pro země, kde je omezený přístup k elektřině. Studie byla publikována v časopise Energy & Environmental Materials.
„Solární panely se staly relativně levnými a mnoho lidí v zemích s nízkými příjmy je přijalo. V blízkosti rovníku však slunce zapadá kolem 18:00 a domácnosti a podniky zůstávají bez elektřiny,“ říká Reverant Crispin, profesor organické elektroniky na Linköping University.
Jeho výzkumná skupina v Laboratoři organické elektroniky spolu s výzkumníky z Karlstadské univerzity a Chalmersu, vyvinula baterii na bázi zinku a ligninu, dvou cenově výhodných a ekologických materiálů. Pokud jde o hustotu energie, je srovnatelná s olověnými bateriemi, ale bez olova, které je toxické.
Baterie je navíc stabilní, protože ji lze používat přes 8000 cyklů při zachování přibližně 80 % jejího výkonu. Baterie si navíc udrží nabití přibližně jeden týden, což je výrazně déle než u jiných podobných baterií na bázi zinku, které se vybijí během několika hodin.
Ačkoli jsou baterie na bázi zinku již na trhu, především jako nenabíjecí baterie, předpokládá se, že budou doplňovat a v některých případech nahrazovat lithium-iontové baterie v dlouhodobém horizontu, pokud bude správně zavedena funkce dobíjení.
„Zatímco lithium-iontové baterie jsou užitečné, když se s nimi zachází správně, mohou být výbušné, náročné na recyklaci a problematické z hlediska ochrany životního prostředí a lidských práv, když se extrahují specifické prvky, jako je kobalt. Naše udržitelná baterie proto nabízí slibnou alternativu tam, kde hustota energie není kritická,“ říká Ziyauddin Khan, výzkumník z Laboratory of Organic Electronics v LiU.
Problém se zinkovými bateriemi je především špatná kvůli životnosti zinku, který reaguje s vodou v roztoku elektrolytu baterie. Tato reakce vede k tvorbě plynného vodíku a dendritickému růstu zinku, což činí baterii v podstatě nepoužitelnou.
Ke stabilizaci zinku se používá látka zvaná draselný polyakrylátový solný elektrolyt voda v polymeru (WiPSE). Vědci z Linköpingu nyní prokázali, že když se WiPSE použije v baterii obsahující zinek a lignin, stabilita je velmi vysoká.
„Zinek i lignin jsou super levné a baterie je snadno recyklovatelná. A pokud spočítáte náklady na cyklus využití, stane se z toho extrémně levná baterie ve srovnání s lithium-iontovými bateriemi,“ říká Ziyauddin Khan.
V současné době jsou baterie vyvinuté v laboratoři malé. Vědci se však domnívají, že mohou vytvořit velké baterie, velikosti zhruba autobaterie, díky množství ligninu a zinku za nízkou cenu. Masová výroba by však vyžadovala zapojení firmy.
Foto: Thor Balkhed / Tiskový zdrojReverant Crispin tvrdí, že postavení Švédska jako inovativní země mu umožňuje pomáhat jiným národům při přijímání udržitelnějších alternativ.
„Můžeme to považovat za svou povinnost pomoci zemím s nízkými příjmy, aby se nedopustily stejných chyb, jaké jsme udělali my. Když budují svou infrastrukturu, musí okamžitě začít se zelenými technologiemi. Pokud bude zavedena neudržitelná technologie, budou ji používat miliardy lidí, což povede ke klimatické katastrofě,“ říká Reverant Crispin.
Článek byl upraven z tiskové zprávy AAAS, vědecká studie byla publikovaná v časopise Energie a ekologické materiály, DOI10.1002/eem2.12752