Istraživači sa Univerziteta nauke i tehnologije Kine razvili su novu generaciju litijum-vodonikovih (Li-H) baterija koje koriste vodonik (H₂) kao anodu, čime značajno povećavaju gustinu energije i radni napon. Njihova studija, objavljena u Angewandte Chemie International Edition, predstavlja potencijalni proboj u oblasti skladištenja energije.
Vodonik je već prepoznat kao stabilan i ekonomski održiv nosač obnovljive energije, ali je u konvencionalnim baterijama najčešće korišćen kao katoda, što ograničava maksimalni napon i ukupni kapacitet baterije. Novi pristup kineskog istraživačkog tima menja ovu paradigmu postavljanjem vodonika kao anode, dok litijum-metal služi kao drugi elektroaktivni materijal.
Prototip Li-H baterije sastoji se od litijumske metalne anode, platinaste difuzione gasne katode i čvrstog elektrolita (Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃ – LATP). Ova konfiguracija omogućava efikasan transport litijum-jona i smanjuje neželjene hemijske interakcije, što dovodi do poboljšanih performansi. Testiranja su pokazala da baterija postiže teorijsku energetsku gustinu od 2825 Wh/kg, uz stabilan radni napon od oko 3V i izuzetnu efikasnost ciklusa punjenja i pražnjenja (RTE) od 99,7%.
Kako bi dodatno poboljšali ekonomičnost i sigurnost baterija, istraživači su razvili anod-free Li-H verziju, koja eliminiše potrebu za unapred instaliranim litijum-metalom. Ova baterija generiše litijum iz litijumskih soli (LiH₂PO₄ i LiOH) u elektrolitu tokom punjenja, omogućavajući efikasnu upotrebu materijala i smanjujući potrebu za skladištenjem vodonika pod visokim pritiskom.
Pored eksperimentalnih ispitivanja, istraživači su koristili simulacije funkcionalne teorije gustine (DFT) kako bi analizirali mehanizme kretanja litijuma i vodonika u elektrolitu, čime su dodatno potvrdili stabilnost i efikasnost sistema.
Ovaj inovativni pristup otvara nove mogućnosti za napredne sisteme skladištenja energije, sa potencijalnim primenama u obnovljivim energetskim mrežama, električnim vozilima i avio-industriji. U poređenju sa konvencionalnim litijum-jonskim baterijama, Li-H baterijski sistem nudi znatno veću gustinu energije i efikasnost, dok verzija bez anode postavlja temelje za ekonomičnije i sigurnije baterije zasnovane na vodoniku.
