O przeprowadzonych testach naukowcy piszą na łamach Journal of the American Chemical Society. Na czele zespołu badawczego stanął Yan Lifeng, który wraz ze współpracownikami starał się znaleźć alternatywę dla wodnych akumulatorów cynkowo-jonowych. Te mają co najmniej jedną poważną wadę: zachodzi w nich nieodwracalna reakcja elektrochemiczna anody cynkowej.
Czytaj też: Elektryk o zasięgu większym niż auto z silnikiem spalinowym. W Europie powstało niesamowite auto
Aby temu zapobiegać konieczna wydawała się optymalizacja elektrolitu. Ten opracowany przez Chińczyków składa się z siarczanu cynku (ZnSO4), siarczanu manganu (MnSO4) oraz cząsteczki Mu w wysokim stężeniu. Co więcej, tamtejsze środowisko jest podzielone na regiony hydrofilowe i hydrofobowe, a także kationy i aniony, które znajdują się w tzw. nanodomenach.
Za sprawą nanoklastrów zachodziło blokowanie sieci wiązań wodorowych na bazie wody poprzez przerywanie wiązań między cząsteczkami wody i rekonfigurację wiązań wodorowych w micelach i interfejsach. Wspomniana cząsteczka, czyli Mu, odpowiadała natomiast za hamowanie reakcji rozkładu wody. W celu zapobiegania korozji cynku, członkowie zespołu zastosowali warstwę ochronną na granicy faz między ciałem stałym a elektrolitem.
Akumulatory cynkowo-manganowe opracowane przez Chińczyków miały być wolne od nieodwracalnej reakcji elektrochemicznej anody cynkowej.
Gdy przyszła pora na testy nowej technologii, autorzy badań wykorzystali szereg metod, takich jak skaningowa mikroskopia elektronowa in situ, dyfrakcja promieni rentgenowskich oraz spektroskopia Ramana. Techniki te posłużyły do oceny reakcji przejścia dwuelektronowego przy różnych stanach naładowania akumulatorów. Konfiguracja ta okazała się cechować wyjątkowo wysoką gęstością energii (800,4 Wh·kg-1) oraz napięciem rozładowania dochodzącym do 1,87 V. Baterie cynkowo-manganowe mają więc spory potencjał, który wykazali chińscy badacze.
Czytaj też: Niezwykły materiał sprzed 2000 lat. Ma właściwości współczesnych, zaawansowanych kryształów
Wciąż rozwijające się techniki magazynowania energii to bardzo dobra wiadomość, szczególnie w kontekście dekarbonizacji. Wydajne, bezpieczne i tanie akumulatory wydają się podstawą transformacji energetycznej, w której energii dostarczać nie będą już paliwa kopalne, lecz bezemisyjne źródła, takie jak energia geotermalna, wiatrowa, wodna czy słoneczna. Bez skutecznych sposobów na magazynowanie energii niestety trudno wyobrazić sobie realizację scenariusza, w którym ropa naftowa czy gaz ziemny schodzą na dalszy plan.