Použití Li-Ion baterií v systémech pro skladování energie je hodně drahé. Vodné baterie vycházejí mnohem levněji, jenže problém u nich je vznik vodíku při rozkladu vody. Tímto způsobem hrozí vyčerpání elektrolytu (vody) a také postupné zvyšování vnitřního tlaku článku, což zase znamená bezpečnostní riziko (exploze, vznícení, únik většího množství plynného vodíky do okolí…). Si Huong z Korea Institute of Science and Technology (KIST) a jeho kolegové ale navrhli způsob, jak problém obejít.
Katodou v tomto uspořádání je oxid manganičitý, anodou zinek a probíhá na ní vratné rozpouštění zinku na zinečnaté ionty. Nežádoucí vedlejší reakcí je vznik vodíku z vodného elektrolytu. Dosud se vědci snažili tento problém obejít instalací povrchové ochranné vrstvy, která minimalizuje kontaktní plochu mezi kovovou anodou a elektrolytem. Koroze kovové anody a doprovodný rozklad vody v elektrolytu je však ve většině případů nevyhnutelný. Výzkumníci proto nyní vyvinuli kompozitní katalyzátor sestávající z oxidu manganičitého a palladia, který je schopen automaticky přeměnit plynný vodík vznikající uvnitř článku na vodu, čímž je zajištěn výkon i bezpečnost článku. Oxid manganičitý za normálních okolností s plynným vodíkem nereaguje, ale po přidání malého množství palladia na povrch katody je vodík katalyzátory snadno absorbován a regenerován na vodu. V prototypu článku zatíženého nově vyvinutými katalyzátory byl vnitřní tlak článku udržován hluboko pod bezpečnostní hranicí a nebylo pozorováno žádné vyčerpání elektrolytu.
Hyun-gi Jo et al, Highly safe aqueous rechargeable batteries via electrolyte regeneration using Pd–MnO2 catalytic cycle, Energy Storage Materials (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.102881
Zdroj: Korea Institute of Science and Technology / TechXplore.com
Credit: Korea Institute of Science and Technology
