Bateriju napravljenu od cinka i lignina koja se može koristiti više od 8.000 puta razvili su istraživači sa Univerziteta Linkoping u Švedskoj, sa vizijom da se obezbedi jeftino i održivo rešenje za baterije za zemlje u kojima je pristup električnoj energiji ograničen. Studija je objavljena u časopisu Energija i materijali za životnu sredinu.
„Solarni paneli su postali relativno jeftini i mnogi ljudi u zemljama sa niskim prihodima su ih usvojili. Međutim, u blizini ekvatora, sunce zalazi oko 18 časova, ostavljajući domaćinstva i preduzeća bez struje. Nada je da će ova tehnologija baterija čak i sa nižim performansama od skupih Li-jonskih baterija, na kraju će ponuditi rešenje za ove situacije“, kaže Reverant Crispin, profesor organske elektronike na Univerzitetu Linkoping.
Njegova istraživačka grupa u Laboratoriji za organsku elektroniku, zajedno sa istraživačima sa Univerziteta Karlstad i Chalmers, razvila je bateriju zasnovanu na cinku i ligninu, dva isplativa i ekološki prihvatljiva materijala. U pogledu gustine energije, uporediv je sa olovno-kiselinskim baterijama, ali bez olova, koje je toksično.
Baterija je stabilna, jer može da se koristi preko 8.000 ciklusa uz održavanje oko 80% svojih performansi. Pored toga, baterija zadržava napunjenost otprilike jednu nedelju, znatno duže od drugih sličnih baterija na bazi cinka koje se isprazne za samo nekoliko sati.
Iako su baterije zasnovane na cinku već na tržištu, prvenstveno kao nepunjive baterije, predviđa se da će one nadopuniti i, u nekim slučajevima, dugoročno zameniti litijum-jonske baterije kada se karakteristika punjivosti pravilno uvede.
„Iako su litijum-jonske baterije korisne kada se njima pravilno rukuje, one mogu biti eksplozivne, izazovne za recikliranje i problematične u pogledu pitanja životne sredine i ljudskih prava kada se ekstrahuju specifični elementi poput kobalta. Stoga, naša održiva baterija nudi obećavajuću alternativu gde energija gustina nije kritična“, kaže Ziiauddin Khan, istraživač u Laboratoriji za organsku elektroniku na LiU.
Problem sa cink baterijama prvenstveno je bio slaba izdržljivost zbog reakcije cinka sa vodom u rastvoru elektrolita baterije. Ova reakcija dovodi do stvaranja gasa vodonika i dendritskog rasta cinka, čineći bateriju u suštini neupotrebljivom.
Da bi se stabilizovao cink, koristi se supstanca koja se zove soli elektrolit vode u polimeru na bazi kalijum poliakrilata (ViPSE). Ono što su istraživači u Linkopingu sada pokazali je da kada se ViPSE koristi u bateriji koja sadrži cink i lignin, stabilnost je veoma visoka.
„I cink i lignin su super jeftini, a baterija se lako može reciklirati. A ako izračunate cenu po ciklusu upotrebe, ona postaje izuzetno jeftina baterija u poređenju sa litijum-jonskim baterijama“, kaže Kan.
Trenutno su baterije koje su razvijene u laboratoriji male. Međutim, istraživači veruju da mogu da naprave velike baterije, otprilike veličine automobilske baterije, zahvaljujući obilju i lignina i cinka po niskoj ceni. Međutim, masovna proizvodnja bi zahtevala učešće kompanije.
Crispin tvrdi da pozicija Švedske kao inovativne zemlje joj omogućava da pomogne drugim nacijama u usvajanju održivijih alternativa.
„Možemo da posmatramo kao našu dužnost da pomognemo zemljama sa niskim prihodima da izbegnu iste greške kao mi. Kada izgrade svoju infrastrukturu, moraju odmah da počnu sa zelenom tehnologijom. Ako se uvede neodrživa tehnologija, koristiće je milijarde ljudi, što dovodi do klimatske katastrofe“, kaže Crispin.
