Voda u bateriji udvostručava snagu: Znanstvenici otkrili nov način pohrane energije

Istraživači sa Univerziteta u Surreyu utvrdili su da natrijum-vanadijumni oksid ostvaruje znatno bolju performansu kada se prirodna voda ostavi unutar njega umjesto što se uklanja tokom proizvodnje, što može dovesti do revolucije u pohrani energije.

Otkriće otvara mogućnost da natrijumske ionske baterije postanu moćnija alternativa litijumskim, a istovremeno bi mogle pomoći pri odsoljenju morske vode. Istraživanje, objavljeno u časopisu Journal of Materials Chemistry A, pokazalo je da hidratizovani oblik natrijum-vanadijuma - nanostruktuirani natrijum-vanadijat hidrat - zadržava gotovo dva puta više naboja od uobičajenih natrijumskih baterijskih materijala.

Natrijumske jonske baterije nude održiviji način za skladištenje velikih količina energije jer je natrijum mnogo rasprostranjieniji od litijuma i nalazi se u morskoj vodi, mineralima i halitnim ležištima. Međutim, glavni problem bio je što te baterije nisu mogle dosegnuti performanse litijumskih tehnologija po pitanju količine naboja, brzine punjenja i trajnosti.

Istraživačka grupa je testirala natrijum-vanadijumni oksid sa zadržanom vodom umjesto da je zagrijavanjem otjeraju, što je bila standardna praksa jer se voda dugo smatrala štetnom za baterijsku materijalu. Rezultat je bio iznenađujući: materijal sa vodom se punio brže, zadržao je naboj pouzdanije i nastavio je da radi ispravno kroz više od 400 ciklusa punjenja i pražnjenja.

Prema dr. Danijelu Commandeuru, istraživaču na Univerzitetu u Surreyu i vodećem autoru studije, rezultati su bili potpuno neočekivani. "Natrijum-vanadijumni oksid postoji godinama, i ljudи su ga obično zagrijavali da uklone vodu jer se mislilo da će izazvati probleme. Odlučili smo da izazovemo tu pretpostavku, a ishod je bio mnogo bolji nego što smo očekivali," izjavio je.

Istraživači su zatim testirali materijal u slanu vodu - izuzetno zahtjevnu okolinu za baterijске komponente. Uprkos tome što slana voda može izazvati nepoželjne hemijske reakcije, natrijum-vanadijat hidrat je nastavio da radi efikasno. Sistem je počeo čak i da uklanja rastvorenu so - natrijumski materijal je izvlačio natrijum iz vode, dok je grafitna elektroda uklanjala hlor, dva glavna jona obične kuhinjske soli.

Ovaj proces, poznat kao elektrohemijska desalinizacija, mogao bi biti ključan za budućnost opskrbe vodom. Umjesto korištenja samo pritiska ili toplote, elektrohemijska desalinizacija koristi električne reakcije da bi izvukla solijone iz otopine. Dugoročno, istraživači naslućuju da bi bilo moguće dizajnirati sisteme koji bi morsku vodu pretvorili u pitku vodu istovijetno kao što pohrane energiju.