Lagane, kompaktne i napravljene od više održivih i manje zapaljivih materijala od drugih baterija, cink-zrak baterije ozbiljan su kandidat za novi korak u evoluciji baterijske tewhnologije. Dosad su se koristile jednokratno, što im je i najveća mana, no znanstvenici s njemačkog sveučilišta Münster, redizajnirali su te baterije na način da su im promijenili elektrolit te su tako postigli da se mogu ponovno i puniti.
Njihov prototip može se ponovno puniti stotinama puta, a jednog dana takve cink-zrak baterije mogle bi napajati električna vozila te druge električne uređaje umjesto postojećih litij-ionskih baterija.
Svaka ćelija cink-zrak baterije ima dvije elektrode, cinkovu anodu i poroznu katodu, a odvojene su tekućinom elektrolitom. Kod standardnih cink-zrak baterija, taj elektrolit je supstanca s visokom PH vrijednošću te u sebi ima sastojke poput kalijevog hidroksida. Kisik iz zraka ulazi u katodu, gdje reagira s vodom iz elektrolita kako bi formirao hidroksid. Hidroksid formiran na površini katode putuje prema anodi i reagira s cinkom, pri čemu se oslobađa energija koja napaja druge uređaje.
Problem je što ta reakcija nije baš povratna, ističe Wei Sun sa sveučilišta Münster. Zbog toga je tu bateriju teško i ponovno napuniti. Nadalje, navedeni elektrolit u cink-zrak bateriji isto tako narušava integritet katode i anode baterije.
Kako bi riješili taj problem, Sun i kolege su napravili cink-zrak bateriju koristeći novi elektrolit koji u sebi sadrži hidrofobne ione. Ti se ioni lijepe za katodu, sprječavajući vodu iz elektrolita da reagira s ulaznim kisikom na površini katode. Kao reazultat toga, ioni cinka mogu putovati s anode na katodu gdje onda izravno reagiraju s kisikom koji dolazi izravno iz zraka.
Tu relativno jednostavnu reakciju moguće je i obrnuti kako bi se baterija napunila.
Isto tako, novi elektrolit ne oštećuje katodu i anodu kao standardna verzija elektrolita, a to pomaže u dugovječnosti baterije. U laboratorijskim eksperimentima, Sun i kolege uspjeli su isprazniti i napuniti novu cink-zrak bateriju 320 puta unutar 160 sati.
Izvor: Science News
