Japońscy naukowcy opracowali ekologiczne baterie na bazie wody

Naukowcy z Uniwersytetu Tohoku w Japonii wraz z firmą NITTO BOSEKI opracowali nowy materiał. Baterie, które nie tylko są bezpieczniejsze w użyciu, ale też można je łatwo poddać recyklingowi.

Źródło: Uniwersytet TOHOKU

Baterie wodne, choć znane i używane od dawna, są bezpieczne i stosunkowo tanie. Ogranicza to jednak ich zastosowanie w nowych systemach magazynowania energii, np. w sieciach elektroenergetycznych czy pojazdach elektrycznych.

Aby rozwiązać te trudności, zespół połączył p-dihydroksybenzen z poliaminą rozpuszczalną w wodzie dzięki dodatniemu ładunkowi. Użyli do tego prostej reakcji kondensacji. Otrzymany polimer zachowuje wysoką hydrofilowość, działa jako materiał elektrodowy w temperaturze pokojowej (25°C) i łatwo się rozkłada poniżej 100°C.

Schemat baterii wodnej nadającej się do recyklingu. ©Kouki Oka i inni autorzy wymienieni pod tekstem

– To badanie przedstawia strategię projektową, która umożliwia dostosowanie hydrofobowych cząsteczek redoks do systemów wodnych. Łącząc wysoką pojemność magazynowania ładunku z możliwością recyklingu, możemy otworzyć nowe kierunki badań nad zrównoważonymi bateriami – powiedział Kouki Oka, profesor nadzwyczajny w Instytucie Badań Multidyscyplinarnych nad Materiałami Zaawansowanymi Uniwersytetu Tohoku.

Odkrycia pokazują dwie główne korzyści. Po pierwsze, wodne elektrolity eliminują ryzyko pożaru związane z łatwopalnymi rozpuszczalnikami. Po drugie, nowe polimery wykonano z powszechnych pierwiastków i łatwo się rozkładają, co ogranicza zużycie zasobów i zanieczyszczenie plastikiem.

– Naszym kolejnym krokiem będzie ocena trwałości i innych czynników wpływających na wydajność, aby w pełni zrozumieć potencjał tego materiału w rzeczywistych zastosowaniach – dodał Kouki Oka.

Badania opublikowano w czasopiśmie Polymer Journal, 26 sierpnia 2025 r. i wybrano je do wydania specjalnego Rising Stars in Polymer Science 2025.

Synteza i rozkład p-dihydroksybenzenu podstawionego poliaminy. ©Kouki Oka i inni

Tytuł publikacji: Polialliloamina podstawiona hydrochinonem: Zdolność redoks dla akumulatorów wtórnych na bazie wody polimerowo-powietrznej i możliwość recyklingu

Tytuł orginału: Hydroquinone-Substituted Polyallylamine: Redox Capability for Aqueous Polymer-Air Secondary Batteries and Recyclability

Autorzy: Kouki Oka, Showa Kitajima, Kohei Okubo, Kiyotaka Maruoka, Yuta Takahashi, Yoko Teruuchi, Minoru Takeuchi, Kazuhiko Igarashi, Hitoshi Kasai

Źródło: Polymer Journal