Niskonakładowe, przyjazne dla środowiska akumulatory samochodowe
Rośnie zapotrzebowanie na hybrydowe pojazdy elektryczne (HEV) i małe pojazdy całkowicie elektryczne (EV), a w ciągu najbliższych 10-15 lat przewidywana jest masowa produkcja rynkowa. Wiodąca komercyjna technologia produkcji akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych (NiMH) nie jest w stanie sprostać zapotrzebowaniu na wciąż rosnącą gęstość mocy i energii, podkreślając tym samym potrzebę znalezienia innowacyjnego rozwiązania. Finansowany przez UE projekt POLYZION ("Fast rechargeable zinc-polymer battery based on ionic liquids") zainicjowano, aby przezwyciężyć problemy związane z akumulatorami cynkowymi (Zn), i doprowadzić do opracowania pierwszorzędnej technologii szybkoładujących się akumulatorów do HEV i EV. Dwoma głównymi wyzwaniami jest eliminacja niekontrolowanej krystalizacji na elektrodach (wzrost dendrytyczny), która prowadzi do zwarć, oraz eliminacja powstawania gazu wodorowego podczas ładowania/rozładowywania. Wykorzystanie nowej klasy niskonakładowych, solidnych i przyjaznych dla środowiska cieczy jonowych jako elektrolitu lub nośnika ładunku pozwoliło wyeliminować powstawanie gazu wodorowego poprzez usunięcie elektrolitów wodnych, które stanowią przyczynę jego powstawania. W oparciu o badania nad IL, naukowcy opracowali odwracalną i stabilną parę redox (głównie transfer elektronów) do wtórnych (wielokrotnego ładowania) elektrod Zn. Naukowcy wykorzystali techniki ultraszybkiego pulsacyjnego osadzania nanostrukturalnego Zn w cyklu ładowania, by móc kontrolować morfologię nanokryształów i zminimalizować zwarcia. Opracowali także nowe polimerowe elektrody przewodzące, które obniżają całkowitą masę i eliminują potrzebę użycia membrany oddzielającej dwie połowy ogniwa akumulatora. Zespół projektu POLYZION połączył obiecujące elektrody Zn i polimerowe elektrody przewodzące w ogniwie wielokrotnego ładowania wykorzystującym IL. Choć naukowcy nie byli w stanie powtórzyć obiecujących osiągnięć laboratoryjnych ogniw akumulatorowych podczas testów na prototypach w ramach czasowych projektu, wyniki były porównywalne do wydajności akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Można zatem przypuszczać, że akumulatory Zn mogą stanowić niskonakładową i przyjazną dla środowiska alternatywę dla akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Wyniki projektu powinny przyczynić się do pobudzenia nowych opartych na współpracy projektów związanych nie tylko z rozwojem akumulatorów, ale również tych w dziedzinach wykorzystujących IL i polimery przewodzące. Tego typu innowacyjne technologie mają duże znaczenie dla dziedzin elastycznej elektroniki i ogniw słonecznych.
