O baterie nouă bazată pe apă ar putea constitui o modalitate ieftină de stocare a energiei eoliene sau a energiei solare, spun cercetătorii.

Bateria stochează energia generată atunci când soarele strălucește și suflă vântul, astfel încât acesta poate fi alimentată înapoi în rețeaua electrică și redistribuită atunci când cererea este ridicată.

Prototipul bateriei cu mangan-hidrogen, după cum arată Nature Energy, are doar 7,6 centimetri și generează doar 20 de miliwați oră de electricitate, la egalitate cu nivelurile de energie ale LED-urilor de pe inelele pentru chei, raportează futurity.org, citând o lucrare a Universității Stanford.

În ciuda producției minuscule a prototipului, cercetătorii sunt convinși că pot transforma această tehnologie de vârf într-un sistem de clasă industrială care s-ar putea reîncărca de până la 10.000 de ori, creând o baterie la scală redusă, cu o durată de viață utilă care să depășească un deceniu.

Yi Cui, profesor de știinta materialelor de la Universitatea Stanford și autorul principal al lucrării, spune că tehnologia acumulatorului cu mangan-hidrogen ar putea fi una dintre piesele lipsă din puzzle-ul energiei verzi – o modalitate de a stoca energia eoliană sau solară, imprevizibile, pentru a diminua necesitatea de a arde combustibili fosili cu emisii de carbon, atunci când sursele regenerabile nu sunt disponibile.

„Ceea ce am făcut este să aruncăm o sare specială în apă, într-un electrod și să creăm o reacție chimică reversibilă care stochează electroni sub formă de hidrogen gazos”, spune Cui.

Wei Chen, un savant post-doctoral din laboratorul lui Cui, a condus echipa care a visat conceptul și a construit prototipul. În esență, cercetătorii au realizat un schimb reversibil de electroni între apă și sulfat de mangan, o sare industrială ieftină și abundentă utilizată pentru a face baterii uscate, îngrășăminte, hârtie și alte produse.

Pentru a imita modul în care o sursă de vânt sau solară ar putea alimenta energia în baterie, cercetătorii au atașat o sursă de alimentare prototipului. Electronii care circulă reacționează cu sulfatul de mangan dizolvat în apă pentru a lăsa particule de dioxid de mangan agățat de electrozi. Excesul de electroni a evacuat gazele ca hidrogen gazos, stocând acea energie pentru utilizare ulterioară.

Inginerii știu să recreeze electricitatea din energia stocată în hidrogen gazos, astfel că următorul pas important a fost să dovedească faptul că pot reîncărca bateria bazată pe apă.

Cercetătorii au făcut acest lucru prin reintroducerea sursei lor de energie la prototipul epuizat, de această dată cu scopul de a induce particulelor de dioxid de mangan de pe electrod să se combine cu apă, recreând sarea de sulfat de mangan. Odată ce acest proces a restabilit sarea, electronii de intrare au re-devenit excedent și puterea excesivă, gaz hidrogen, într-o metodă care se poate repeta.

Cui estimează că, având în vedere durata de viață estimată a bateriei pe bază de apă, ar costa 0,01 cenți USD pentru a stoca suficientă electricitate pentru alimentarea unui bec de 100 watt timp de douăsprezece ore.

„Credem că această tehnologie prototip va fi capabilă să îndeplinească obiectivele Departamentului de Energie pentru utilitatea depozitării electricității la scală”, spune Cui.

Departamentul Energiei (DOE) a recomandat ca bateriile pentru depozitarea la scală mare să stocheze și apoi să evacueze cel puțin 20 kilowați de energie pe o perioadă de o oră, să fie capabile de cel puțin 5.000 de reîncărcări și să aibă o durată utilă de viață de cel puțin 10 ani. Pentru a face acest lucru practic, un astfel de sistem de baterii ar trebui să coste sub 2.000 de dolari SUA, sau 100 de dolari pe kilowatt oră.