KĀ DARBOJAS ŪDENS BATERIJAS
Korejas Zinātnes un tehnoloģiju institūta (KIST) darbinieki ir izstrādājuši drošu ūdens cinka jonu bateriju, kas varētu būt labāka alternatīva litija jonu baterijām. Viena no jaunās tehnoloģijas galvenajām priekšrocībām ir izmaksas, jo ūdens-cinka jonu bateriju ražošanai nepieciešamo izejvielu izmaksas ir daudz zemākas nekā litija jonu baterijām.
Jāteic, ka pati tehnoloģija nav jauna. Tomēr tā nav plaši izplatīta, jo metāla anoda korozija un ar to saistītās ūdens sadalīšanās rezultātā rodas ūdeņraža gāze. Tas izraisa spiediena palielināšanos baterijas iekšienē un elektrolīta izsmelšanu. Rezultātā baterijām ir augsta sprādzienbīstamība.
Iepriekš, lai novērstu šo problēmu, pētnieki izmantoja virsmas aizsargslāni, lai samazinātu saskares laukumu starp metāla anodu un elektrolītu. Taču metāla anoda korozija un līdz ar to ūdens sadalīšanās elektrolītā vairumā gadījumu joprojām bija neizbēgama. Tāpēc nepārtraukta ūdeņraža gāzes veidošanās joprojām palielināja detonācijas risku baterijas ilgstošas darbības laikā.
Lai atrisinātu šo problēmu, zinātnieki radīja kompozītmateriālu katalizatoru, kurā ietilpst mangāna dioksīds un palādijs. Šis katalizators spēj automātiski pārveidot šūnā radušos ūdeņraža gāzi ūdenī. Rezultāts ir ne tikai augstāka baterijas efektivitāte, bet arī drošība.
Kā norādīts pētījumā, normālos apstākļos mangāna dioksīds nereaģē ar ūdeņraža gāzi. Tomēr, ja ūdenī ir nedaudz palādija, mangāna dioksīds reaģē ar ūdeņradi, izraisot tā pārvēršanos atpakaļ ūdenī. Testu laikā baterijā tika uzturēts zems drošs spiediens, un reakcija netika novērota.
VAI ŪDENS BATERIJAS AIZSTĀS LITIJA JONU BATERIJAS?
Pētījuma rezultāti liecina, ka ūdens bateriju bīstamības problēma faktiski ir atrisināta. Mēs, protams, nerunājam par baterijām sīkrīkiem – viedtelefoniem, viedpulksteņiem utt. Tomēr jaunā tehnoloģija ļaus radīt lētākas un labākas enerģijas uzglabāšanas sistēmas. Daži eksperti pat uzskata, ka litija jonu bateriju aizstāšana ar ūdens baterijām varētu būt iemesls enerģijas uzglabāšanas sistēmu tirgus izaugsmei pasaulē. Tas savukārt vēl vairāk veicinās atjaunojamās enerģijas nozares attīstību.
Turklāt, kā apgalvo paši zinātnieki, šo tehnoloģiju var izmantot ne tikai baterijām, bet arī rūpnieciskajās iekārtās, kur ūdeņraža gāzes noplūdes ir bīstamas. Piemēram, to var izmantot ūdeņraža uzpildes stacijās, atomelektrostacijās u. c. Tās izmantošana padarīs šīs iekārtas vēl drošākas.
Nobeigumā atgādinām, ka zinātnieki jau sen strādā pie alternatīvas litija jonu bateriju izstrādes. Jau iepriekš stāstījām, ka šāda alternatīva varētu būt dimanta baterijas no kodolatkritumiem, kurām jau no pirmā acu uzmetiena ir vairākas būtiskas priekšrocības. Tomēr vēl nav izdevies izstrādāt šādu bateriju masveida ražošanas tehnoloģiju. Taču, iespējams, tuvākajā nākotnē mēs redzēsim arī citas jaunas tehnoloģijas, jo vajadzība pēc tām pastāv jau sen.