Што ако батеријата не мора да се менува со години, туку со векови? Истражувачи од Кина развиле експериментална водена батерија која во лабораториски тест издржала 120.000 циклуси на полнење и празнење. Резултатот е особено интересен за складирање енергија од сонце и ветер, но „батерија од 300 години“ засега е само теоретска пресметка, а не производ што може да се купи.

За разлика од класичните литиум-јонски батерии, таканаречените водени батерии користат незапаливи електролити базирани на вода.

Токму тоа може да донесе предност во поглед на безбедноста. Но, досегашните водени батерии имаа сериозен проблем: корозија и несакани хемиски реакции можат релативно брзо да ги деградираат материјалите и да им го скратат животниот век.

Кинеските научници се обиделе да го решат проблемот со комбинација од специјално дизајниран органски полимер и неутрален електролит. Наместо силно кисели или алкални раствори, користеле вода со соли на магнезиум или калциум. Интересен детал е што токму вакви минерални соли се користат и при згрутчувањето на соиното млеко во производството на тофу.

120.000 циклуси – бројката што привлече внимание

Најинтересниот резултат од експериментот е долговечноста. Експерименталната батерија била наполнета и испразнета дури 120.000 пати без да откаже. Ако батеријата би поминувала низ еден целосен циклус секој ден, тоа би одговарало на околу 329 години.

Но ова е важно да се прочита правилно: научниците не покажале дека батеријата физички функционира 300 години. Станува збор за математичка екстраполација врз основа на бројот на тестирани циклуси. Во еден од тестовите, со електролит базиран на магнезиум хлорид, батеријата по 120.000 циклуси задржала околу 72 отсто од својот капацитет.

Тоа е особено значајно бидејќи кај батериите бројот на циклуси и задржувањето на капацитетот се меѓу клучните показатели за долгорочната употребливост.

Зошто водата е интересна за батерии?

Водените батерии имаат потенцијална безбедносна предност бидејќи нивните електролити не се лесно запаливи како некои органски електролити што се користат во литиум-јонските системи. Но, токму водата создава други предизвици.

Корозијата и несаканите реакции меѓу различните материјали можат да го деградираат системот. Затоа комбинацијата на новиот полимер и неутралниот електролит е клучниот дел од експериментот. Ако ваквите проблеми можат да се контролираат и во поголеми системи, технологијата би можела да биде интересна за складирање електрична енергија.

Најголемата шанса можеби е кај сонцето и ветерот

Еден од најголемите проблеми со обновливите извори е што не произведуваат струја постојано. Соларните панели произведуваат најмногу електрична енергија кога има сонце, а ветерниците само кога дува ветер.

Затоа е потребно складирање: вишокот енергија да се зачува кога производството е високо, а потоа да се врати во мрежата кога производството ќе падне. Батерија што може да издржи огромен број циклуси би била особено интересна за вакви системи. Долгиот животен век би можел да значи помалку чести замени на батериите, а со тоа и потенцијално помалку отпад и трошоци за одржување.

Од лабораторија до реален уред е долг пат

И покрај импресивната бројка од 120.000 циклуси, технологијата сè уште е далеку од комерцијална примена. Лабораторискиот тест не покажува автоматски како батеријата би се однесувала во автомобил, домашен систем за складирање или голема електроенергетска мрежа.

Потребни се дополнителни истражувања за нејзината густина на енергија, брзината на полнење, стабилноста при различни температури, производната цена и однесувањето во многу поголеми системи. Истражувачите исто така наведуваат дека материјалите што ги користи технологијата можат да се рециклираат и дека нејзиното влијание по завршувањето на работниот век би можело да биде помало од она на некои конвенционални батериски технологии.

Ако резултатите се потврдат во понатамошни истражувања и технологијата може да се зголеми до индустриско ниво, водените батерии би можеле да станат интересна алтернатива за долгорочно складирање енергија. Засега, сепак, најточно е да се каже: научниците направиле батерија која во лабораториски услови издржала 120.000 циклуси – а не батерија која веќе е докажано дека трае 300 години.