Vědci objevili, jak čistá voda ukládá energii: Nový kondenzátor vydrží 60 000 cyklů bez degradace

Vědci z Technické univerzity v Hamburku (TUHH) v Německu dosáhli průlomu v oblasti ukládání energie. Podařilo se jim vyvinout superkondenzátor, který využívá čistou vodu jako elektrolyt, což je v rozporu s dosavadním přesvědčením, že voda je pro ukládání energie nevhodná.

Vědci z Technické univerzity v Hamburku (TUHH) v Německu dosáhli průlomu v oblasti ukládání energie. Podařilo se jim vyvinout superkondenzátor, který využívá čistou vodu jako elektrolyt, což je v rozporu s dosavadním přesvědčením, že voda je pro ukládání energie nevhodná. Tento systém, nazvaný „Modrý kondenzátor“, dokáže efektivně ukládat a přenášet elektrický náboj.

Cílem výzkumného týmu bylo vytvořit bezpečnější a udržitelnější technologie pro ukládání energie, které by se opíraly o hojně dostupné materiály namísto složitých chemických sloučenin. Modrý kondenzátor je vyroben výhradně ze tří nejrozšířenějších přírodních materiálů na Zemi: vody, jílu a uhlíku. Klíčem k úspěchu bylo uzavření čisté vody do mikroskopických kanálů o šířce pouhého jednoho nanometru, což změnilo její základní chování. Jílové minerály byly smíchány s grafenem, vysoce vodivou a ultratenkou formou uhlíku, čímž vzniklo husté bludiště milionů paralelních kanálů.

Zařízení efektivně ukládá a uvolňuje energii, pracuje při poměrně vysokém napětí pro vodní systém a zůstává stabilní po desítky tisíc nabíjecích cyklů. V laboratorních testech Modrý kondenzátor přežil více než 60 000 cyklů nabíjení a vybíjení bez jakékékoli degradace a fungoval až při 1,6 voltech. To je mimořádně vysoká prahová hodnota napětí pro jakýkoli systém na bázi vody, který se obvykle rozkládá na vodík a kyslík při mnohem nižších napětích. K vizualizaci ultratenkých vrstev vody v jílových strukturách bylo zapotřebí jednoho z nejvýkonnějších urychlovačů částic na světě, PETRA III v DESY.

Ačkoli komerční aplikace jsou ještě roky vzdálené, důsledky netoxického a nehořlavého kondenzátoru jsou obrovské. Nabízí slibnou cestu pro budoucí ukládání energie, například pro řízení obnovitelné energie ze solárních a větrných elektráren, stabilizaci elektrických sítí a napájení zařízení vyžadujících rychlé a časté nabíjecí cykly. Pochopení neočekávaných vlastností známé látky v nanometrovém měřítku otevírá dveře k vývoji zcela nových technologických aplikací, včetně senzorů na bázi vody a bio-inspirovaných počítačů.