Науковці з Міського університету Гонконгу та Південного університету науки та технологій розробили екологічну водну батарею, яка стабільно працювала протягом 120 000 циклів.

Більшість сучасних батарей використовують агресивні хімічні речовини. Ці токсичні рідини з часом пошкоджують не тільки внутрішню конструкцію самих акумуляторів, а й під час утилізації можуть забрюднювати ґрунт та воду.

У своєму електроліті дослідники використали нейтральні солі магнію та кальцію замість традиційних кислот та лугів. Підтримка нейтрального pH у цій рідині на рівні 7,0 запобігає корозії та руйнуванню батареї з середини. Вони також замінили негативний електрод, який переважно виготовляється з матеріалів на основі металів, спеціальним матеріалом з ковалентних органічних полімерів.

Було виготовлено три пластикоподібні структури та обрана одна з них під назвою Hex TADD COP. Вона створена з використанням електронодонорних хімічних зв'язків, які підвищують її провідність. Для цього науковці використали позитивний електрод, виготовлений з аналога прусської сині, яка використовується як синій пігмент у фарбах.

За результатами випробувань новий акумулятор демонстрував стабільну роботу протягом 120 000 циклів зарядки-розрядки. Якщо таку батарею використовувати для зарядки смартфона один раз на день, вона теоретично може прослужити близько 300 років. Вона також продемонструвала значний запас енергії відповідно до власної ваги. Її енергетична місткість склала 112,8 мА·год/г. Це доволі високий показник для водно-органічного акумулятора.

"Порівняно з наявними системами водних батарей, нова система забезпечує виняткову довготривалу стабільність циклічної роботи та дбайливе ставлення до навколишнього середовища в нейтральних умовах", - зазначають автори дослідження.

Батарея не шкодить навколишньому середовищу, оскільки містить нейтральну рідину та використовує нетоксичні матеріали. Попри перспективні результати випробувань, на шляху до комерційного використання необхідно вирішити низку проблем. Зокрема, науковці сподіваються збільшити місткість свого акумулятора та масштабувати виробництво органічних полімерів.