Батерија направљена од цинка и лигнина која се може користити више од 8000 пута. Ово су развили истраживачи са Универзитета Линкопинг са визијом да се обезбеди јефтино и одрживо решење батерија за земље у којима је приступ електричној енергији ограничен. Студија је објављена у часопису Енерги & Енвиронментал Материалс.
Реверант Цриспин и Зииауддин Кхан, истраживачи у Лабораторији за органску електронику. Кредит за слику: Тхор Балкхед / Универзитет Линкопинг
„Соларни панели су постали релативно јефтини и многи људи у земљама са ниским приходима су их усвојили. Међутим, у близини екватора, сунце залази око 6 часова, остављајући домаћинства и предузећа без струје. Надамо се да ће ова технологија батерија, чак и са нижим перформансама од скупих Ли-јонских батерија, на крају понудити решење за ове ситуације“, каже Реверант Цриспин, професор органске електронике на Универзитету Линкопинг.
Његова истраживачка група у Лабораторији за органску електронику, заједно са истраживачима са Универзитета Карлстад и Цхалмерс, развила је батерију засновану на цинку и лигнину, два исплатива и еколошки прихватљива материјала. У погледу густине енергије, упоредиви су са оловно-киселим батеријама, али без олова, које је токсично.
Стабилна батерија
Батерија је стабилна, јер може да се користи преко 8000 циклуса уз одржавање око 80% својих перформанси. Поред тога, батерија задржава напуњеност отприлике недељу дана, знатно дуже од других сличних батерија на бази цинка које се испразне за само неколико сати.
Иако су батерије засноване на цинку већ на тржишту, првенствено као непуњиве батерије, предвиђа се да ће оне надопунити и, у неким случајевима, дугорочно заменити литијум-јонске батерије када се карактеристика пуњивости правилно уведе.
„Иако су литијум-јонске батерије корисне када се њима правилно рукује, оне могу бити експлозивне, изазовне за рециклирање и проблематичне у погледу питања животне средине и људских права када се екстрахују специфични елементи попут кобалта. Стога, наша одржива батерија нуди обећавајућу алтернативу у којој густина енергије није критична“, каже Зииауддин Кхан, истраживач у Лабораторији за органску електронику на ЛиУ.
Јефтино и рециклажно
Проблем са цинк батеријама првенствено је био слаба издржљивост због реакције цинка са водом у раствору електролита батерије. Ова реакција доводи до стварања гаса водоника и дендритског раста цинка, чинећи батерију у суштини неупотребљивом.
Да би се стабилизовао цинк, користи се супстанца названа електролит соли воде у полимеру на бази калијум полиакрилата (ВиПСЕ). Оно што су истраживачи у Линкопингу сада показали је да када се ВиПСЕ користи у батерији која садржи цинк и лигнин, стабилност је веома висока.
„И цинк и лигнин су супер јефтини, а батерија се лако рециклира. А ако израчунате цену по циклусу коришћења, то постаје изузетно јефтина батерија у поређењу са литијум-јонским батеријама“, каже Зииауддин Кхан.
Сцалабле
Тренутно су батерије које су развијене у лабораторији мале. Међутим, истраживачи верују да могу да направе велике батерије, отприлике величине аутомобилске батерије, захваљујући обиљу и лигнина и цинка по ниској цени. Међутим, масовна производња би захтевала учешће компаније.
Реверант Цриспин тврди да позиција Шведске као иновативне земље јој омогућава да помогне другим нацијама у усвајању одрживијих алтернатива.
„Можемо да посматрамо као нашу дужност да помогнемо земљама са ниским приходима да избегну исте грешке као ми. Када изграде своју инфраструктуру, морају одмах да почну са зеленом технологијом. Ако се уведе неодржива технологија, користиће је милијарде људи, што ће довести до климатске катастрофе“, каже Реверант Цриспин.
Истраживање је првенствено финансирала Фондација Кнут и Алис Валенберг преко Валенберговог научног центра за дрво, Шведског истраживачког савета, Афорска, стратешког истраживачког подручја шведске владе о напредним функционалним материјалима (АФМ) на Универзитету Линкопинг, и Виннове преко Фун-Мат ИИ. . Дугорочну сарадњу са Лигна Енерги АБ у оквиру СЕСБЦ центра финансира Шведска агенција за енергетику.
Члан: Електролит воде у полимеру за дуготрајну пуњиву водену цинк-лигнинску батерију, Дивиаратан Кумар, Леандро Р. Франко, Ницоле Абдоу, Руи Сху, Ана Мартинелли, Ц. Моисес Араујо, Јоханнес Гладисцх, Виктор Гуескине, Реверант Цриспин & Зииауддин Кхан; Енергија и еколошки материјали 2024, објављено онлајн 7. маја 2024. ДОИ: 10.1002/еем2.12752
Написао Андерс Торнехолм
Извор: Линкопинг Университи
