Onderzoekers ontwikkelen een milieuvriendelijke batterij op waterbasis met neutrale elektrolyt, 120.000 laadcycli en potentiële levensduur van 300 jaar. Lees over deze duurzame innovatie.
© A. Krivonosov
Onderzoekers van de City University of Hong Kong en de Southern University of Science and Technology hebben een prototype van een milieuvriendelijk batterijsysteem op waterbasis gepresenteerd. In tegenstelling tot traditionele batterijen die werken met agressieve zuren en logen, gebruikt dit nieuwe ontwerp een neutrale elektrolyt met een pH van 7. Dit minimaliseert interne corrosie en vermindert de milieurisico's bij afvalverwerking.
De elektrolyt bestaat uit magnesium- en calciumzouten, mineralen die ook in de voedingsindustrie worden toegepast. De negatieve elektrode is gemaakt van een gesynthetiseerd organisch polymeer met hoge geleidbaarheid, dat divalente ionen efficiënt kan opslaan. De positieve elektrode is gebaseerd op een analoog van Berlijns blauw. Deze combinatie zorgt voor stabiele werking zonder giftige componenten.
Tijdens tests leverde de batterij een spanning van 2,2 volt en een specifieke energiecapaciteit van 48,3 Wh per kilogram, berekend op basis van de massa van de elektroden en elektrolyt. Het meest opvallende cijfer was de levensduur: het apparaat doorstond 120.000 laadcycli bij 20 A/g zonder noemenswaardige degradatie. Bij dagelijks laden zou de theoretische levensduur meer dan 300 jaar kunnen bedragen, aanzienlijk langer dan moderne batterijen die op enkele duizenden cycli zijn beoordeeld.
De ontwikkelaars benadrukken dat de gebruikte materialen geen ernstig gevaar voor het milieu vormen en voldoen aan internationale afvalverwerkingsnormen. Toch moet voor marktintroductie nog worden gewerkt aan het opschalen van de productie van het organische polymeer en het verbeteren van de energiecapaciteit in compacte formaten. Als deze uitdagingen kunnen worden overwonnen, zou de technologie de basis kunnen vormen voor een nieuwe generatie veilige en extreem duurzame energiebronnen.