Baterije prihvaćaju, pohranjuju i oslobađaju električnu energiju prema našim potrebama. Njihov rad temelji se na kemijskim procesima, baš kao i mnogih drugih izvora energije koje svakodnevno koristimo. Na primjer, cjepanice pohranjuju energiju u svojim kemijskim vezama koja se gorenjem pretvora u toplinu.
Lagane litij-ionske baterije velikog kapaciteta danas se koriste u mobilnim telefonima, prijenosnim računalima i drugim sličnim uređajima. Međutim, organski elektroliti koji se koriste kao medij za kretanje iona u konvencionalnim litij-ionskim baterijama vrlo su zapaljivi, što znači da prilikom upotreba takvih baterija postoji rizik od eksplozije ili požara. Budući da se litij-ionske baterije naširoko koriste u našim životima, takve nesreće mogu uzrokovati izravnu štetu korisnicima. To je potaknulo potragu za sigurnijim baterijskim sustavima.
Zbog svoje intrinzične sigurnosti, visoke ionske vodljivosti i ekonomske koristi vodene obnovljive baterije na bazi cinkovih anoda su jedan od sustava koji najviše obećavaju kada je riječ o mogućim zamjenama za konvencionalne litij-ionske baterije. Međutim, lošija reverzibilnost cinkove anode u vodenim elektrolitima, koju uzrokuju cinkovi dendriti i površinske sporedne reakcije, ograničava praktičnu realizaciju cink-ionskih baterija.
Profesor Soojin Park i njegov suradnik, postdoktorand Gyujin Song, s Odjela za kemiju, i doktorski kandidat Sangyeop Lee s Odjela za napredne znanosti o materijalima na Sveučilištu za znanost i tehnologiju Pohang (POSTECH – Pohang University of Science and Technology) u Južnoj Koreji razvili su stabilnu cink-ionsku bateriju koja koristi elektrolit na bazi vode. Upotrijebili su zaštitni polimerni sloj kako bi spriječili koroziju elektrode i povećali stabilnost cinkove anode, poboljšavajući elektrokemijsku stabilnost cink-ionske baterije s elektrolitom na bazi vode. Rezultate svog rada objavili su u časopisu Cell Reports Physical Science.
Istraživački tim POSTECH-a razvio je cinčanu anodu obloženu multifunkcionalnim zaštitnim slojem pomoću blok kopolimera. Novi polimerni sloj je elastičan i rastezljiv, podnosi povećanje volumena tijekom punjenja i pražnjenja baterije. Pokazalo se da polimerni zaštitni sloj potiče homogeniziranu distribuciju iona i potiskuje rast dendrita, pridonoseći dugoročnom vijeku trajanja cinkove anode. Sloj tankog filma također poboljšava stabilnost elektrode potiskujući nepotrebne kemijske odnosno elektrokemijske reakcije elektrolitu na površini elektrode.
Nadalje, metodom masene spektrometrije sekundarnog iona (TOF-SIMS) istraživački tim utvrdio je kretanje iona cinka u sloju premaza. To nije bilo potvrđeno u ranijim istraživanjima, ali novi nalazi su obećavajući kada je riječ o istraživanju površinskih svojstava baterijskih anoda.
