Budeme dělat baterie z krabů? Kredit: Liangbing Hu.

Kdo chce praktickou energii bez drátů, tak stále ještě potřebuje baterie. Naděje se dnes vkládají například do zinkových baterií. Nabíjitelné zinko-kovové baterie by mohly přispět k řešení problémů s ukládáním energie v rozvodných sítích. Jejich použití ale omezují některé problémy, například tvorba zinkových dendritů, nebezpečných vláken, která vznikají v baterii a ohrožují její provoz i bezpečnost.

Liangbing Hu. Kredit: University of Maryland.

Liangbing Hu, šéf Center for Materials Innovation na americké University of Maryland, vedl tým odborníků, kteří vymysleli nový typ výkonných zinko-kovových baterií, jejichž gelový elektrolyt tvoří chitosan a zinek. Podle Hua v dnešní době vyrábíme ohromné množství baterií, které zatěžují životní prostředí, jak při výrobě, tak i po použití.

Logo. Kredit: University of Maryland.

To je výborná příležitost pro chitosan, čili derivát chitinu. V přírodě se tyhle látky vyskytují leckde. Přímo pod nosem ale máme ohromný zdroj chitosanu, v podobě odpadu ze zpracovaných či snězených korýšů. Použité zinko-kovové baterie s chitosanovým elektrolytem, nejsou pro životní prostředí příliš velkým problémem. Klasické elektrolyty lithiových baterií přitom obvykle obsahují hořlavé či žíravé látky.

Chitosanový elektrolyt rozloží mikrobi zhruba za 5 měsíců. Použití zinku navíc zaručuje, že takové baterie jsou vysoce recyklovatelné. Zinek je v zemské kůře běžnější než například lithium. Není divu, že pokročilé zinko-kovové baterie jsou levnější a bezpečnější než řady soudobých baterií.

Výhodou zinko-kovových baterií s chitosanem je i to, že mají lepší parametry než ty předešlé. Experimenty s prototypem „krabí“ baterie ukázaly, že si po 1 000 cykles vybití a opětovného nabití udržují účinnost 99,7 procent. Dnešní zinkové baterie přitom bývají považovány za výjimečné, pokud se jich účinnost pohybuje 70-75 procent. Vysoká účinnost a slušná hustota uložené energie 50 mAh na centimetr čtvereční je přitom dobrým argumentem pro využití takové baterie v rozvodných sítích. Hu s kolegy chtějí vývoj baterie ještě dotáhnout a zajistit, aby všechny její komponenty byly biologicky rozložitelné.

Literatura

IFL Science 2. 9. 2022.

Matter online 1. 9. 2022.