Научници од Институтот за наука за материјали во Барселона (ICMAB-CSIC) развија необичен пристап кон конструкцијата на цинк-воздушните батерии, кој може значително да ги подобри нивните перформанси. Нивниот дизајн овозможува зголемување на излезната моќност до 80 отсто, без да се менува основниот хемиски состав на батеријата. Наместо тоа, истражувачите вметнуваат мали проводни метални елементи во внатрешноста на батеријата. Интересно е што тие не се директно поврзани ниту со електродите ниту со надворешното електрично коло.
Истражувањето е објавено во научното списание „Energy Storage Materials“, а во него учествувале и Каталонскиот институт за нанонаука и нанотехнологија (ICN2) и Националниот универзитет на Ла Плата во Аргентина.
Како функционира необичниот систем?
Класичната батерија произведува електрична енергија благодарение на разликата во енергијата меѓу нејзините две електроди. Јоните се движат низ електролитот, додека движењето на електроните е контролирано за да не дојде до краток спој. Токму тука новото истражување го доведува во прашање досегашниот пристап.
Тимот предводен од истражувачката Нивес Касањ-Пастор покажал дека во одредени услови во батеријата може да се постават проводни метални елементи кои не се поврзани со електродите. Наместо да предизвикаат краток спој, тие можат да придонесат за подобар пренос на електричниот полнеж. Кога батеријата работи, меѓу двете електроди се создава електрично поле. Тоа ги поларизира вметнатите проводни елементи, при што на нивните краеви се собираат спротивни полнежи.
На тој начин се создаваат дополнителни патишта за движење на полнежот, што ја намалува внатрешната отпорност на батеријата и овозможува енергијата да се испорачува побрзо. „Она што е извонредно е што овие проводници не се поврзани со ништо: едноставно се вметнуваат во системот и создаваат корисни ефекти“, објаснува Касањ-Пастор.
Зошто се важни цинк-воздушните батерии?
Цинк-воздушните батерии привлекуваат внимание затоа што користат релативно достапни, евтини и безбедни материјали. Сепак, нивната поширока употреба е ограничена и од бавната реакција на кислородот, што влијае врз брзината со која можат да испорачуваат енергија. Токму овој проблем се обидува да го ублажи новиот дизајн.
Вметнатите проводни елементи, кои истражувачите ги опишуваат како „безжични биполарни електроди“, ја намалуваат внатрешната отпорност и овозможуваат побрз пренос на енергијата. Во тестираниот систем тоа резултирало со зголемување на моќноста до 80 отсто.
Истражувањето е дел и од докторската теза на Марк Москеда, а научниот тим смета дека принципот би можел да има примена и кај други технологии за складирање енергија. Истражувачите веќе забележале слични ефекти во други системи и планираат дополнително да го испитуваат потенцијалот на овие „безжични биполарни електроди“.
Доколку принципот се покаже применлив и во други типови батерии, откритието би можело да понуди нов начин за зголемување на нивната ефикасност без целосно менување на нивната основна хемија.
