Cercetători de la Universitatea Surrey au descoperit că păstrarea apei într-un material esențial pentru bateriile sodiu-ion, în loc de îndepărtarea ei, aproape dublează capacitatea de stocare a energiei și permite, în plus, extragerea sării din apa de mare.

Bateriile litiu-ion domină piața actuală, dar depind de materiale scumpe și greu de extras, cu un impact important asupra mediului. Sodiul este, în schimb, mult mai abundent și mai ieftin de obținut, motiv pentru care bateriile sodiu-ion sunt privite tot mai des ca o alternativă sustenabilă. Până acum, însă, performanța lor rămăsese în urma tehnologiei litiu-ion. Un nou studiu publicat în Journal of Materials Chemistry A arată că problema putea fi rezolvată printr-o schimbare surprinzător de simplă.

O presupunere veche, răsturnată de o singură decizie

Materialul din centrul studiului, oxidul de vanadiu de sodiu, este cunoscut de ani buni în domeniul bateriilor. Convenția standard era ca apa conținută natural în acest material să fie îndepărtată prin tratament termic înainte de utilizare, pentru că se credea că prezența ei ar crea probleme de funcționare. Echipa condusă de dr. Daniel Commandeur, cercetător la Universitatea Surrey și autorul principal al studiului, a decis să testeze exact ipoteza inversă: ce se întâmplă dacă apa e lăsată în material, nu îndepărtată?

„Rezultatele noastre au fost complet neașteptate”, a explicat Commandeur. „Oxidul de vanadiu de sodiu există de ani de zile, iar oamenii îndepărtau de obicei apa pentru că se credea că provoacă probleme. Am pus sub semnul întrebării această presupunere, iar rezultatul a fost mult mai bun decât ne-am fi așteptat”. Materialul hidratat, numit NVOH, a atins aproape dublul capacității de încărcare comparativ cu materialele standard folosite în bateriile sodiu-ion, s-a încărcat mai rapid și și-a păstrat stabilitatea pe parcursul a peste 400 de cicluri de încărcare.

Un beneficiu neașteptat: bateria poate desaliniza apa de mare

Cercetătorii au testat materialul și într-un mediu extrem de dificil pentru orice baterie: apa sărată. Nu doar că materialul a continuat să funcționeze eficient, dar a și extras în mod activ ionii de sodiu din soluție, în timp ce un electrod de grafit asociat a eliminat simultan ionii de clor, un proces cunoscut sub numele de desalinizare electrochimică.

„Posibilitatea de a folosi vanadatul de sodiu hidratat în apă sărată este o descoperire cu adevărat interesantă, pentru că arată că bateriile sodiu-ion pot face mai mult decât să stocheze energie, ele pot ajuta și la îndepărtarea sării din apă”, a spus Commandeur. „Pe termen lung, asta înseamnă că am putea proiecta sisteme care folosesc apa de mare drept electrolit complet sigur, gratuit și abundent, producând în același timp apă dulce ca parte a procesului”. Abordarea echipei simplifică totodată procesul de fabricație pentru bateriile sodiu-ion performante, apropiind cu un pas stocarea de energie viabilă comercial la scară largă.

Descoperirea arată că uneori cel mai mare progres tehnologic nu vine dintr-un material complet nou, ci din curajul de a pune sub semnul întrebării o presupunere veche și larg acceptată, cu potențialul de a rezolva simultan două probleme globale: stocarea energiei curate și lipsa apei potabile.

---

Sursă:
Daniel Commandeur et al. — University of Surrey — Journal of Materials Chemistry A, 2025, 13 (40), 34493, DOI: 10.1039/d5ta05128b
Comunicat de presă: University of Surrey