Bateriile reîncărcabile, esenţiale pentru majoritatea dispozitivelor electronice, au o durată de viaţă limitată, iar cercetările recente sugerează că o posibilă cauză majoră a degradării lor ar putea fi hidrogenul scurs din reacţii chimice nedorite. O echipă de cercetători de la Universitatea Stanford a descoperit că moleculele de hidrogen se acumulează în zonele de încărcare ale bateriilor, reducând astfel eficienţa acestora.
În bateriile litiu-ion, doi electrozi — anodul (pozitiv) şi catodul (negativ) — stochează ionii de litiu, iar electrolitul din interior permite mişcarea acestora, declanşând o reacţie chimică ce generează curent. Totuşi, cercetătorii au arătat că, odată cu ionii de litiu, protonii de hidrogen şi electronii lor ajung şi ei la catod, ceea ce perturbă conducerea eficientă a sarcinii de către litiu.
Studiul, condus de fizicianul şi chimistul Gang Wan, a arătat că scurgerile de hidrogen apar chiar şi în absenţa utilizării bateriei, ceea ce duce la o pierdere treptată a energiei stocate. Hidrogenul se desprinde din electrolit şi se acumulează la catod, împiedicând litiul să transfere sarcina eficient. În experiment, cercetătorii au înlocuit hidrogenul cu deuteriu, un izotop mai mare, pentru a monitoriza acest proces invizibil. Folosind spectrometrie de masă şi imagistică cu raze X, au confirmat că hidrogenul contribuie semnificativ la scăderea capacităţii bateriei.
Această descoperire oferă perspective pentru îmbunătăţirea bateriilor, concentrându-se pe prevenirea reacţiilor chimice care generează hidrogen nedorit. De asemenea, Wan sugerează că, în încercarea de a face baterii mai puternice, inginerii ar fi putut creşte, fără să ştie, riscul ca hidrogenul să pătrundă în catod, scurtând durata de viaţă a bateriilor.
Mai multe studii sunt necesare pentru a determina cât de răspândită este această problemă în diferite tipuri de baterii. Totuşi, dacă fenomenul este comun, descoperirea echipei de la Stanford ar putea contribui la dezvoltarea unor baterii mai durabile, cu performanţe constante pe termen lung.
Îmbunătăţirea duratei de viaţă a bateriilor nu ar avea doar un impact asupra gadgeturilor noastre, ci ar reduce şi efectele ecologice negative asociate cu mineritul pentru materiale. Astfel, această descoperire promite atât o mai mare eficienţă tehnologică, cât şi beneficii pentru mediu.
