Bateria inspirată de Edison cu nichel-fier se încarcă în câteva secunde și poate schimba energia viitorului

Pe scurt:

• Bateria nichel-fier modernizată cu nanotehnologie se încarcă în câteva secunde și rezistă la peste 12.000 de cicluri, oferind o durabilitate excepțională.
• Tehnologia crește eficiența reacțiilor chimice prin nanoclusteri de nichel și fier, sporind viteza de încărcare și descărcare a bateriei.
• Este ideală pentru stocarea energiei regenerabile, oferind o alternativă sigură și durabilă la bateriile litiu-ion, mai puțin eficiente pe termen lung.
• Producția la scară largă necesită optimizarea fabricării nanoclusterilor și înlocuirea proteinelor animale cu polimeri naturali pentru sustenabilitate.

Bateria nichel-fier modernizată cu nanotehnologie baterii

O baterie nichel-fier inspirată de invenția lui Edison se încarcă în câteva secunde și rezistă la peste 12.000 de cicluri, oferind o soluție promițătoare pentru stocarea energiei regenerabile. Această versiune modernizată folosește nanotehnologia pentru a crește eficiența reacțiilor chimice din interiorul bateriei.

Studiul publicat în august 2025 în revista Small prezintă o baterie care, deși nu depășește capacitatea bateriilor litiu-ion, oferă avantaje importante în durabilitate și viteză de încărcare. Tehnologia ar putea fi utilă în special pentru stocarea energiei produse din surse regenerabile.

Revenirea bateriei nichel-fier după peste un secol

Bateria nichel-fier a fost brevetată în 1901 de Thomas Edison, care căuta o alternativă mai ieftină și mai durabilă la bateriile plumb-acid. Deși inițial nu a reușit să se impună pe piață, conceptul a fost reluat recent cu ajutorul tehnicilor moderne de nanotehnologie.

Cercetătorii au aplicat metode simple, folosind materii prime accesibile și procese ușoare de încălzire, pentru a crea o baterie cu performanțe superioare. Această abordare a fost descrisă de Maher El-Kady, coautor al studiului și cercetător la UCLA.

Nanoclusterii care accelerează reacțiile electrochimice

Echipa a studiat modul în care proteinele naturale organizează compuși pe bază de calciu pentru a adapta acest principiu la formarea nanoclusterilor de nichel și fier. Acești nanoclusteri au dimensiuni de câțiva nanometri, iar unii ajung la dimensiunea unui singur atom.

Materialul rezultat, un aerogel cu 99% volum de aer, crește semnificativ suprafața disponibilă pentru reacțiile chimice. Astfel, încărcarea și descărcarea bateriei se realizează mult mai rapid, deoarece aproape fiecare atom poate participa la reacție.

Aplicații în stocarea energiei regenerabile

Deși nu înlocuiește bateriile litiu-ion în capacitate, bateria nichel-fier modernizată poate stoca energia regenerabilă generată în exces, pentru utilizare ulterioară. Aceasta poate alimenta sisteme de rezervă, cum ar fi centrele de date, unde cererea de energie crește rapid.

Bateriile litiu-ion rămân eficiente pe termen scurt, dar prezintă riscuri de siguranță, inclusiv fugă termică. Alternativele precum bateriile fier-aer sunt mai lente și mai puțin eficiente, ceea ce face bateria nichel-fier o opțiune interesantă pentru anumite aplicații.

Provocări pentru producția la scară largă

Producția industrială reprezintă următorul pas pentru această tehnologie. Cercetătorii lucrează la optimizarea fabricării nanoclusterilor și caută materiale alternative la proteinele derivate din vaci, cum ar fi polimerii naturali, pentru a facilita producția în masă.

Deocamdată, nu există o tehnologie dominantă pentru stocarea energiei pe termen lung, iar bateria nichel-fier ar putea oferi o soluție viabilă pentru această provocare energetică.

Sursa originală a acestui articol este https://www.stiripesurse.ro/energia-viitorului-bateria-care-se-incarca-in-cateva-secunde_3918800 (link)