Bateriile zinc-aer sunt, de obicei, de unică folosință. Un nou design ar putea schimba această situație

Bateriile zinc-aer au o mulțime de avantaje. Sunt ușoare, compacte și fabricate din materiale mai durabile și mai puțin inflamabile decât alte baterii. Dar, de obicei, nu sunt reîncărcabile.

Un nou design de baterie ar putea schimba acest lucru. Prin modificarea materialelor de construcție, cercetătorii au creat un prototip al unei baterii zinc-aer care ar putea fi reîncărcată de sute de ori. Astfel de dispozitive de lungă durată, descrise în revista Jan. 1 Science, ar putea într-o bună zi să alimenteze mașini electrice sau alte electronice.

Bateriile zinc-aer sunt una dintre numeroasele baterii potențiale de generație viitoare care ar putea conține mai multă energie, fiind în același timp mai ieftine și mai sigure decât dispozitivele existente (SN: 1/9/17). Fiecare celulă de baterie zinc-aer conține doi electrozi – un anod de zinc și un catod poros – separați de un lichid numit electrolit. În cazul celulelor standard zinc-aer, electrolitul este o substanță cu pH ridicat, care conține ingrediente precum hidroxidul de potasiu. Oxigenul din aer intră în catod, unde gazul reacționează cu apa din electrolit pentru a forma hidroxid. Hidroxidul format la suprafața catodului se deplasează spre anod și reacționează cu zincul pentru a elibera energie care alimentează alte dispozitive.

„Problema este că această reacție nu este foarte reversibilă”, spune Wei Sun, cercetător în domeniul materialelor la Universitatea Münster din Germania. Iar acest lucru face dificilă reîncărcarea bateriei. Electrolitul caustic din bateriile convenționale zinc-aer poate, de asemenea, să degradeze catodul și anodul.

Pentru a rezolva aceste probleme, Sun și colegii săi au construit o baterie zinc-aer folosind un nou electrolit care conține ioni care resping apa. Acești ioni se lipesc de catod, împiedicând astfel ca H2O din electrolit să nu reacționeze cu oxigenul care intră pe suprafața catodului. Ca urmare, ionii de zinc din anod pot ajunge la catod și pot reacționa direct cu oxigenul din aer. Această reacție relativ simplă este ușor de derulat invers pentru a reîncărca bateria.

Mai mult, noul electrolit nu degradează electrozii bateriei, ceea ce ajută bateria să dureze mai mult timp. În experimentele de laborator, Sun și colegii săi au reușit să golească și să reîncarce o nouă celulă de baterie zinc-aer de 320 de ori în decurs de 160 de ore.