Κινέζοι επιστήμονες αναπτύσσουν μια πρωτοποριακή μπαταρία, η οποία χαρακτηρίζεται από μεγάλη διάρκεια ζωής, φιλικότητα προς το περιβάλλον και ασφάλεια. Το κλειδί της καινοτομίας κρύβεται στα οργανικά της ηλεκτρόδια και στον ηλεκτρολύτη της, ο οποίος είναι τόσο ασφαλής που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ακόμη και ως άλμη για την παραγωγή τόφου!
Η συγκεκριμένη υδατική μπαταρία είναι μη τοξική και μπορεί να απορριφθεί χωρίς να επιβαρύνει το περιβάλλον, σε αντίθεση με τις συμβατικές μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι οποίες απαιτούν ειδική επεξεργασία επικίνδυνων αποβλήτων. Επιπλέον, οι υδατικές μπαταρίες εξαλείφουν τον κίνδυνο ανάφλεξης των συμβατικών μπαταριών και προσφέρουν τη δυνατότητα για φθηνότερη παραγωγή, αποτελώντας μια ασφαλέστερη εναλλακτική για εφαρμογές όπως τα ηλεκτρικά οχήματα και η αποθήκευση ενέργειας μεγάλης κλίμακας.
Όπως αναφέρεται σε δημοσίευση στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications, το σύστημα αυτό προσφέρει εξαιρετική μακροχρόνια σταθερότητα στον κύκλο φόρτισης-εκφόρτισης και φιλικότητα προς το περιβάλλον υπό ουδέτερες συνθήκες. Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Πόλης του Χονγκ Κονγκ, το Πανεπιστήμιο Yanan, το Νότιο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας και το Εργαστήριο Υλικών Songshan Lake, ισχυρίζονται ότι η μπαταρία τους μπορεί να διαρκέσει πάνω από 120.000 κύκλους επαναφόρτισης με ελάχιστη απώλεια απόδοσης.
Οι συμβατικές μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούν εύφλεκτα διαλυτικά ως υγρό ηλεκτρολύτη, το οποίο μεταφέρει ηλεκτρικό φορτίο μεταξύ των αρνητικών και θετικών ηλεκτροδίων. Αυτό μπορεί να προκαλέσει ανάφλεξη των μπαταριών ιόντων λιθίου εάν υπερθερμανθούν ή υποστούν ζημιά, καθιστώντας απαραίτητη την προσεκτική απόρριψή τους. Αυτό έχει φανεί σε πρόσφατα περιστατικά όπου φορητές μπαταρίες άρπαξαν φωτιά κατά τη διάρκεια πτήσεων, οδηγώντας ορισμένες αεροπορικές εταιρείες σε περιορισμούς ή απαγορεύσεις χρήσης power banks στα αεροσκάφη.
Σειρά πυρκαγιών σε ηλεκτρικά οχήματα στην Κίνα πυροδότησε επίσης συζητήσεις σχετικά με την ασφάλεια των μπαταριών ιόντων λιθίου, ιδίως καθώς αυτές οι πυρκαγιές είναι δύσκολο να σβηστούν. Παρά τον κίνδυνο, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία των περισσότερων συσκευών μας λόγω της υψηλής ενεργειακής τους πυκνότητας.
Οι υδατικές μπαταρίες, οι οποίες αναπτύσσονται εδώ και πάνω από 200 χρόνια, χρησιμοποιούν ένα υδατικό διάλυμα ως ηλεκτρολύτη. Έχουν επίσης προσελκύσει το ενδιαφέρον λόγω της οικονομικής τους αποδοτικότητας. Ωστόσο, οι ηλεκτρολύτες των υδατικών μπαταριών είναι κατά κύριο λόγο όξινοι ή αλκαλικοί, κάτι που οδηγεί σε δευτερογενείς αντιδράσεις που περιορίζουν τον κύκλο ζωής και την απόδοσή τους, ενώ μπορεί να βλάψουν το περιβάλλον κατά την απόρριψη.
Για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα, η ομάδα ανέπτυξε οργανικά υλικά ηλεκτροδίων αρνητικού πόλου με βάση πολυμερή, τα οποία παρουσιάζουν “ευνοϊκή” απόδοση σε ηλεκτρολύτες με ουδέτερο pH 7.0, όπως αυτοί που βασίζονται σε χλωριούχο μαγνήσιο ή χλωριούχο ασβέστιο. “Οι ηλεκτρολύτες είναι περιβαλλοντικά αβλαβείς και μπορούν ακόμη και να είναι ‘άλμη’ στην παραγωγή τόφου”, δήλωσε η ομάδα.
Η άλμη ή τα πηκτικά χρησιμοποιούνται για την πήξη του γάλακτος σόγιας για την παραγωγή τόφου, και παραδοσιακά περιέχουν πηκτικά άλατα όπως χλωριούχο μαγνήσιο και χλωριούχο ασβέστιο. Η προκύπτουσα μπαταρία με βάση το μαγνήσιο και το ασβέστιο είναι “εξαιρετικά φιλική προς το περιβάλλον και μη τοξική και μπορεί να απορριφθεί με ασφάλεια ανά πάσα στιγμή” χωρίς ειδική επεξεργασία σύμφωνα με διεθνή πρότυπα, σύμφωνα με τους ερευνητές της μπαταρίας. “Καθώς το μαγνήσιο και το ασβέστιο είναι φυσικά άφθονα στο έδαφος, η παρουσία τους εγκυμονεί ελάχιστο περιβαλλοντικό κίνδυνο”, πρόσθεσαν. “Τα ευρήματά μας αντιπροσωπεύουν σημαντική πρόοδο στην ανάπτυξη υλικών ηλεκτροδίων αρνητικού πόλου συμβατών με ουδέτερο ηλεκτρολύτη, προσφέροντας μια ασφαλέστερη, υψηλής απόδοσης, μακρόβια και περιβαλλοντικά βιώσιμη λύση αποθήκευσης ενέργειας.”
