Новоразработена „водна батерия“ е по-евтина, може да се рециклира и не се взривява
Водата и електрониката нормално не се смесват, само че се оказва, че батериите могат да се възползват от малко H2O.
Като са заменили рисковите химически електролити, употребявани в комерсиалните акумулатори с вода, учени са създали рециклируема „ водна батерия “ и са решили основни проблеми с новата технология, която може да бъде по-безопасна и по-екологична опция.
„ Водните акумулатори “ са публично известни като водни метално-йонни акумулатори.
В тези устройства се употребяват метали като магнезий или цинк, които са по-евтини и по-малко токсични от материалите, употребявани понастоящем в други типове акумулатори.
Батериите съхраняват сила, като основават поток от електрони, които се движат от позитивния завършек на батерията (катода) към негативния (анода). Те изразходват сила, когато електроните се движат в противоположна посока. Течността в батерията е предопределена за преместване на електрони напред-назад сред двата края.
При водните акумулатори електролитната течност е вода с няколко добавени соли, вместо нещо като сярна киселина или литиева сол.
Важното е, че екипът, който стои зад този финален прогрес е измислил метод да предотврати късото съединяване в тези „ водни акумулатори “. Това се случва, когато върху металния анод в батерията се образуват дребни железни израстъци, наречени дендрити, които пробиват отделенията на батерията.
Въпреки, че е малко евентуално новата технология да размени литиево-йонните акумулатори в скоро време, с по-нататъшни проучвания и разработки водните акумулатори биха могли да обезпечат безвредна опция на литиево-йонните след към десетилетие, споделя водещият създател, химикът Тиани Ма от университета RMIT в Мелбърн, Австралия.
Литиево-йонните акумулатори намират приложение във всевъзможни устройства. От преносими компютри и смарт телефони до електрически колела и коли могат да прегреят и да се възпламенят в рискови случаи. Това е по този начин, тъй като литият е много деен метал.
Поради тези опасения за сигурността учените от дълго време се пробват да разработят акумулатори, които употребяват разнообразни материали, само че имат същата продуктивност и сходна дълготрайност на живота.
Основна спънка пред потреблението на водни метално-йонни акумулатори е растежът на дендритите. За да попречат на това, откривателите покриват цинковия анод на батерията с метал бисмут, който се окислява и образува наслойка. Това основава предпазен пласт, който стопира образуването на дендрити.
Тази функционалност също по този начин оказва помощ на прототипа на водните акумулатори да издържи по-дълго. „ Водната батерия “ резервира повече от 85% от потенциала си след 500 цикъла, демонстрират опитите на откривателите.
Досега екипът е създал прототипи на водна основа на акумулатори с размер на монета, употребявани в часовници, както и на цилиндрични акумулатори, сходни на АА или ААА батериите.
Екипът работи за възстановяване на енергийната компактност на своите водни акумулатори, с цел да ги направи сравними с компактните литиево-йонни акумулатори.
Предпочитаният от тях материал е магнезий, който е по-лек от цинка и има по-голяма евентуална енергийна компактност. Ако магнезиево-йонните акумулатори съумеят да бъдат комерсиализирани, технологията може да размени обемистите оловно-киселинни акумулатори в границите на няколко години.
Що се отнася до практическите приложения, откривателите свързват своята структура на батерия със слънчев панел и 45-ватова слънчева светлина. Батерията поддържа светлината в продължение на 12 часа след еднодневно зареждане. Това е дребна проява на капацитета на „ водните акумулатори “. Те могат да се употребяват за предпазване на възобновима сила, което би трябвало да насърчи по-нататъшните проучвания.
Изследването е оповестено в Advanced Materials.
