Сучасні літій-іонні акумулятори забезпечують високу щільність енергії для смартфонів, ноутбуків та іншої електроніки, проте вони мають суттєві недоліки. Перегрів або фізичне пошкодження внутрішніх комірок призводить до явища теплового розгону, що провокує пожежі, вибухи або викиди небезпечних токсичних газів. Окрім питань безпеки, утилізація таких джерел живлення залишається екологічно складною процедурою через використання токсичних компонентів, що потребують спеціальної переробки після завершення короткого циклу ефективної експлуатації пристроїв.
Альтернативою виступають водні акумуляторні батареї, де як електроліт застосовуються негорючі суміші на основі води. Раніше технологія стикалася з проблемою корозії та небажаних хімічних реакцій, які значно скорочували термін служби виробів. Дослідники з Китаю розробили метод вирішення цих труднощів, поєднавши спеціальний органічний полімер із нейтральним електролітом. Замість кислотних або лужних розчинів науковці застосували суміш води з магнієвими або кальцієвими солями, хімічний склад яких подібний до речовин, що використовуються у процесі коагуляції соєвого молока для виробництва тофу.
В ході лабораторних випробувань експериментальні зразки батарей пройшли 120 000 циклів заряду та розряду без втрати працездатності. При розрахунку одного повного циклу на добу такий показник теоретично забезпечує функціонування накопичувача енергії протягом 329 років. Під час тестування версій із хлоридом магнію акумулятор зберіг близько 72 відсотків своєї початкової ємності. Цей результат вказує на можливість значного подовження терміну експлуатації портативної техніки та стаціонарних систем накопичення електроенергії у майбутньому.
Технологія водних батарей має високий потенціал для використання у масштабах енергомереж, зокрема для зберігання енергії, виробленої сонячними та вітровими станціями. Стабільність циклів заряджання дозволяє ефективно акумулювати енергію протягом світлового дня та використовувати її у періоди відсутності відновлюваних джерел. Впровадження таких систем у домашні енергомережі забезпечить довготривалу автономність споживачів, оскільки здатність батареї витримувати велику кількість циклів усуває потребу у частій заміні акумуляторів, які зазвичай деградують після кількох років експлуатації.
Окрім тривалого терміну служби, вироби на водній основі є значно безпечнішими для довкілля при утилізації. Використані електродні матеріали та електроліти підлягають переробці, а відсутність токсичних речовин мінімізує негативний вплив на екосистеми при потраплянні у відходи. Китайські дослідники стверджують, що після закінчення надзвичайно довгого терміну служби ці акумулятори можна утилізувати з мінімальними екологічними наслідками, що робить їх перспективною заміною для поширених сьогодні літієвих елементів живлення у багатьох побутових та промислових пристроях.
