Naukowcy odpalili prawdziwą bombę technologiczną. Otóż stworzyli pierwszy na świecie w pełni stały akumulator wykorzystujący jony wodorkowe (H−).

Jony wodorkowe (H−), zbudowane z dwóch elektronów i jednego protonu, od dawna kusiły badaczy jako nośniki ładunku ujemnego, bo są lekkie, mają świetne właściwości redoks i są niezwykle dynamiczne w porównaniu z klasycznymi kationami. Te właściwości oznaczają, że H− bardzo łatwo wchodzi w reakcje utleniania i redukcji, czyli może sprawnie oddawać i przyjmować elektrony. To właśnie te procesy są fundamentem działania akumulatorów, bo umożliwiają szybkie i stabilne przemiany chemiczne, które zamieniają się w energię elektryczną dostępną dla urządzeń.

Do tej pory przeszkodą była jednak chemia - brakowało odpowiedniego elektrolitu, który przewodziłby jony wodorkowe szybko i stabilnie, nie przepuszczając przy tym elektronów, a jednocześnie wytrzymywał wysokie temperatury i dobrze współpracował z elektrodami.

Problem został właśnie rozwiązany. Badacze zaprojektowali elektrolit w formie rdzeń-powłoka, w którym cienka warstwa wodorku baru otacza jądro z wodorku ceru. Taka konstrukcja, oznaczona jako 3CeH3@BaH2, sprawia, że transport H− odbywa się sprawnie już w temperaturze pokojowej. Na tej bazie udało się złożyć pierwszy w pełni działający prototyp akumulatora na jony wodorkowe.

Po stronie dodatniej, czyli na katodzie, znalazł się klasyczny materiał magazynujący wodór - wodorek glinowo-sodowy (NaAlH4). Elektrodę ujemną, anodę, zbudowano z wodorku ceru (CeH2). Podczas pracy urządzenia elektrony popłynęły przez zewnętrzny obwód, a jony wodorkowe (H−) wędrowały przez elektrolit, tworząc stabilny przepływ prądu. Aby sprawdzić możliwości nowej technologii, konstruktorzy poszli o krok dalej, czyli ułożyli wielowarstwową baterię, która osiągnęła napięcie 1,9 V. To wystarczyło, aby rozświetlić żółtą diodę LED i pokazać światu, że to nie teoria, tylko działający system energetyczny.

Ta technologia różni się od wszystkiego, co znamy z klasycznych akumulatorów litowo-jonowych. Procesy elektrochemiczne napędzane przez jony wodorkowe (H−) otwierają drzwi do tworzenia nie tylko nowych akumulatorów, ale też ogniw paliwowych, elektrolizerów czy membran do separacji gazów. Co ważne, wodorki jako nośniki ładunku mogą z natury ograniczać powstawanie niebezpiecznych dendrytów metalicznych, które są bolączką dzisiejszych baterii litowych. To oznacza szansę na bezpieczniejsze, trwalsze i czystsze źródła energii, a właściciele elektrycznych pojazdów, w tym motocykliści, którzy dziś martwią się o zasięg i żywotność baterii w elektrykach, w przyszłości mogą zyskać zupełnie nowy poziom niezawodności i mocy.