Tańsza (potencjalnie), bardziej ekologiczna i bezpieczniejsza niż litowo-jonowe. Właśnie w ten sposób mówi się o bateriach protonowych w środowisku naukowym. Dzięki pracy naukowców z UNSW Sydney mamy okazję poddać owo rozwiązanie swego rodzaju ewaluacji. Opracowana przez nich bateria protonowa wykorzystuje wodór w całkiem innowacyjny sposób, być może rozwiązując wiele obecnych problemów dotyczących magazynowania energii.
Tradycyjne baterie litowo-jonowe zdecydowanie nie są idealne. Ich produkcja wymaga ogromnych ilości wody i energii, a recykling jest — krótko mówiąc — upierdliwy i kosztowny. Co gorsza, lit wcale nie jest szczególnie częstym metalem i jako pierwiastek nie jest równomiernie rozłożony na planecie. Wszystko to składa się na fakt, iż jest on po prostu drogi i bardzo podatny na zawirowania polityczne w miejscach, gdzie odbywa się jego wydobycie. Takie złoża znajdują się m.in. w Chile i Argentynie, a w USA pozyskuje się go ze słonych jezior w Nevadzie.
Głównym składnikiem baterii protonowej jest najprostszy i najlżejszy pierwiastek chemiczny: wodór – co czyni je ekologiczną i wydajną alternatywą. Jak to działa?
Podstawą działania baterii protonowych jest specjalnie opracowany na tę okazję materiał – tetraamino-benzochinon, w skrócie TABQ. Jest on zdolny do efektywnego magazynowania protonów dzięki sieci wiązań wodorowych wewnątrz. Protony bardzo szybko ulegają tam dyfuzji (rozprzestrzenieniu się), co przekłada się na wysoką wydajność baterii.
W prototypie stworzonym przez zespół UNSW Sydney zastosowano organiczne elektrody oraz elektrolit w formie ciekłej. Taka bateria będzie bezpieczna w użytkowaniu, lekka i tańsza od litowych odpowiedników.
Tradycyjne baterie litowo-jonowe zawierają łatwopalne elektrolity i wymagają użycia naprawdę rzadkich metali. Protonowe są całkowicie organiczne i wykorzystują elektrolit w postaci wody, co eliminuje ryzyko pożaru. Dodatkowo wodór jest znacznie tańszy i bardziej dostępny niż lit. Produkcja baterii protonowych może być więc skalowalna i opłacalna. I ostatecznie, testy wykazały, że baterie protonowe zachowują wysoką wydajność nawet w niskich temperaturach, co jest istotne dla zastosowań w trudnych warunkach klimatycznych.
Baterie protonowe mogą z powodzeniem zasilać zarówno urządzenia codziennego użytku (smartfony, laptopy), jak i nieco bardziej zaawansowane technologie: niewykluczone, że pomogą nam w magazynowaniu energii odnawialnej czy przemyśle wodorowym w ogóle. Unikalna możliwość przechowywania wodoru w stabilnej formie protonu może znacząco usprawnić transport i przechowywanie tego surowca, co jest obecnie jednym z wyzwań dla rozwijającego się rynku wodoru w roli m.in. paliwa.
Czytaj również: Baterie do aut elektrycznych będą tańsze o połowę w 2026 roku
Zazwyczaj jest tak, że innowacyjne rozwiązania na początku są niesamowicie drogie. Tak jest i tutaj. Koszty produkcji TABQ są obecnie wysokie, jednak badacze pozostają dobrej myśli. Planują także dalsze prace nad katodami, by zwiększyć napięcie i ogólną wydajność akumulatorów. Jak na razie, nie jesteśmy w stanie produkować takich baterii masowo, a nawet, gdybyśmy potrafili, to koszty materiału TABQ spowodowałyby, że nikt by nie chciał z nich korzystać. Biznes potrzebuje taniego i wydajnego źródła zasilania — tu nie ma miejsca na kompromisy.
Baterie protonowe mogą w przyszłości "namieszać", tym bardziej że działamy obecnie w ramach ogólnego trendu powolnego uwalniania się od tradycyjnych akumulatorów litowo-jonowych. Na razie jesteśmy od nich uzależnieni, ale w ciągu dekady lub dwóch może się to zmienić. Jeśli tylko uda się dostosować akumulatory protonowe do naszych potrzeb, uczynić je tańszymi i zdatnymi do produkcji masowej — być może zastąpią obecny "standard". I jestem pewien, że wszystkim wyszłoby to na zdrowie: przede wszystkim naszej planecie.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
