AMeđunarodni tim istraživača razvio je prototip nikal-željezne baterije koja se puni za nekoliko sekundi i održava svoje performanse više od 12 tisuća ciklusa punjenja. To bi trebalo biti dovoljno za više od 30 godina svakodnevnih punjenja, pa bi mogla biti prikladna za pohranjivanje viška električne energije generirane na solarnim farmama tijekom dana za napajanje mreže noću, kao i za rezervno napajanje u podatkovnim centrima.
Ova tehnologija koristi klastere nikla i željeza manje od pet nanometara, što znači kako bi se 10 do 20 tisuća klastera moglo smjestiti u širinu ljudske dlake.
Korištenjem ovih dimenzija, istraživači su povećali površinu elektrode, omogućujući gotovo svakom atomu sudjelovanje u kemijskoj reakciji. Pristup se temelji na konceptu iz 1900. godine, kada su električna vozila brojčano nadmašivala automobile na benzin, ali su bila ograničena na domet od 48 kilometara.
Thomas Edison je prethodno pokušao poboljšati ovo korištenjem kemije nikla i željeza kako bi dosegao domet od 160 kilometara, ali tehnologiju su na kraju zamijenili motori s unutarnjim izgaranjem. Novi prototip koristi 2D grafen i proteine kako bi prevladao probleme vodljivosti.
Točnije, korišteni su proteini iz proizvodnje govedine kao predlošci za uzgoj metalnih klastera. Ti su proteini pomiješani s grafen oksidom, materijalom debljine jednog atoma.
Smjesa je pregrijana u vodi, a zatim pečena na visokim temperaturama, što je proteine pretvorilo u ugljik, a klastere nikla i željeza ugradilo u strukturu. Rezultirajući materijal je aerogel sastavljen od 99 posto zraka po volumenu.
Performanse baterije proizlaze iz njezine velike površine. Budući je grafenski aerogel tanak i porozan, postoji znatan prostor za kemijske reakcije. Kako se metalne čestice skupljaju u nanoklastere, omjer površine i volumena se povećava. To omogućuje brže punjenje i pražnjenje u usporedbi s tradicionalnim dizajnom baterija, jer ioni imaju kraće udaljenosti za putovanje i više mjesta za vezanje.
Ova tehnologija još ne dostiže gustoću energije litij-ionskih baterija. Istraživači trenutno istražuju upotrebu drugih metala ovom tehnikom izrade nanoklastera. Također testiraju prirodne polimere kao obilnije zamjene za goveđe proteine kako bi olakšali potencijalnu proizvodnju.
