Číňané to vyřešili za celý svět: vyvinuli baterii s životností 300 let a zcela bez degradace. Funguje na bázi vody

Laboratorní prototyp zvládl 120 000 nabíjecích cyklů. Při jednom cyklu denně to vychází na 328 let. Příběh baterie je zajímavější než samotný titulek.

Zdroj fotografie: Lukáš Altman

Únorová studie v Nature Communications popisuje vodní baterie, která místo lithia pracuje s hořčíkem a vápníkem rozpuštěným v obyčejném solném roztoku s neutrálním pH 7. Tým vedený Chunyi Zhim z Městské Univerzity v Hong Kongu a Jižní univerzity vědy a technologie ukázal něco, co se ve světě používá baterie dlouho za nedosažitelné: zápornou elektrodu, která je stále 0 % z původní 120. Není to nulová degradace, jak by se mohlo zdát. Je to ale degradace tak pomalu, že se již dosavadní vodní chemie nedokáže ani přiblížit.

Odkud se vzalo číslo 300 let

Samotný list slovo „300 let“ nepoužívá. Výpočet je prostý: 120 000 cyklů děleno 365 dnů v roce dává 328,8 roku. Popularizační servery, které studie v květnu 2026 znovu vytáhly na povrch, z toho udělaly chytlavý titulek o telefonu, který by vydržel tři století.

Realita je složitější. Laboratorní cyklování probíhá při vysokých rychlostech, baterie se nabíjí a vybíjí mnohem rychleji, než by tomu bylo v praxi. Odborný komentář v Communications Materials přímo varuje, že extrémní počty cyklů při vysokém C-rate mohou být zavádějící metrikou skutečné životnosti. Kalendářní stárnutí, teplotní výkyvy, mechanické namáhání, to všechno v laboratoři chybí.

Přesto je výsledek mimořádný. Pro srovnání: Apple u iPhone 15 garantuje 80 % kapacita po 1 000 cyklech. Síťová lithium-iontová úložiště podle dat NREL počítají s životností kolem 15 let a zhruba 5 500 cyklů. Nový prototyp překonává obojí řádově.

Co bylo tak těžké vyřešit

Vodní baterie nejsou nový nápad. Voda jako základ elektrolytu slibuje nehořlavost, nízkou toxicitu a levné materiály. Problém byl vždy tentýž: voda se při nízkém nebo vysokém pH rozkládá, vzniká vodík, elektrody korodují, kapacita padá.

Předchozí pokusy to ilustrují:

• 2012 – vodní baterie pro síťové úložiště dosáhla 40 000 cyklů, ale v kyselém prostředí s omezenou stabilitou.
• 2020 – otevřená vodní lithium-iontová baterie zvládla přes 1 000 cyklů, bezpečně, ale krátce.
• 2024 – alkalická vodní sodíková baterie s 13 000 cykly, stále však s problémy s vývojem vodíku a drahými fluorovanými solemi.

Zhiho tím zvolil radikálně jinou cestu. Místo kyselého nebo zásaditého prostředí nastavilo bez elektrolytů pH 7 pomocí nasycených roztoků chloridu hořečnatého a chloridu vápenatého. A místo kovové záporné elektrody, která by v kontaktu s vodou korodovala, vyvinul kovalentní organický polymer s označením Hex-TADD-COP.

Klíč je v chemii tohoto polymeru. Jeho pyrazinová redoxní centra (vazby C=N) reverzibilně vážou ionty Mg²⁺ a Ca²⁺, zatímco stabilní polymerní kostra odebírá degradaci. Při pH 7 klesá podíl nežádoucích protonových reakcí na pouhých 0,51 % kapacity. Když tým odpovídá pH, počet cyklů spadl ze 120 000 na 600. Neutrální prostředí není detail, je to celý průlom.

Co baterie umí a co neumí

Kompletní článek (full-cell) s kladnou elektrodou z analogu pruské modři dosáhl napětí 2,2 V a energetické hustoty až 48,3 Wh/kg. Tým navíc sestavil i malé pouch cells o rozměrech 2 × 3 cm s omezeným množstvím elektrolytu, které zůstaly stabilní přes 3 000 cyklů. To je důležitý krok od čisté laboratorní chemie směrem k reálnému zařízení.

Jenže 48,3 Wh/kg je číslo, které okamžitě prozrazuje, kam tato technologie (ne)míří. Dnešní LFP články pro elektromobily dosahují kolem 205 Wh/kg, NMC chemie až 255 Wh/kg. Vodní Mg/Ca baterie má zhruba pětinovou hustotu energie. Do telefonu nebo elektromobilu se s ní v dohledné době nepočítá.

Kde ale dává smysl? Tam, kde rozhoduje bezpečnost, cena cyklu a životnost víc než hmotnost:

• Síťová úložiště – stabilizace obnovitelných zdrojů, kde baterie cykluje dvacet let.
• UPS – nehořlavý systémy elektrolytů riziko požáru v serverech nebo nemocnicích.
• Průmyslová akumulace – aplikace, kde je prostor, ale požární předpisy přísné.

Autoři navíc zdůrazňují, že elektrolyt splňuje kritéria pro přímou likvidaci bez speciálního nakládání s nebezpečným odpadem. V éře rostoucích nákladů na recyklaci lithiových baterií to není zanedbatelný argument.

Kdy se to dostane z laboratoře ven

Historická data IEA jsou v tomhle nemilosrdná. Cesta od prvního prototypu energetické technologie ke komerčnímu významu trvala u různých chemikálií 20 až téměř 70 let. Lithium-iontové baterie potřebovaly od prvních laboratorních článků v 80. letech zhruba tři dekády, než začaly masově pohánět elektromobily.

Čínský výzkumně-průmyslový ekosystém nicméně tuto cestu umí zkrátit. Podle IEA Čína v roce 2025 odpovídala za přibližně 60 % nových bateriových instalací na světě. Zhi sám má na svém akademickém profilu rozsáhlou publikační historii v oblasti vodních elektrolytických baterií, nejde o náhodný objev, ale o výsledek systematického programu.

Z pohledu evropské energetické politiky je relevantní hlavně směr, kterým se ubírá rozvoj evropských sítí : posilování flexibility a budování úložné kapacity. Pokud by se vodní Mg/Ca chemie někdy dostala do fáze komerčního škálování, mohla by tlačit na cenu stacionárních úložišť i v Evropě. Zatím je to ale dedukce, není tržní realita.

Průlom s hvězdičkou

Studie nepřepisuje fyziku ani neruší lithium. Ukazuje ale, že existuje chemická cesta k bateriím, které by mohly prakticky využívat bez omezení, a přitom neobsahují nic jedovatého ani hořlavého. Největší hodnota téhle práce neleží v čísle 300, ale v tom, že neutrální pH 7 otevírá prostor, o kterém se dosud jen spekulovalo.

Vodní baterie s životností 120 000 cyklů je laboratorní fakt. Třísetletá baterie v zásuvce je zatím aritmetika. Rozdíl mezi nimi vyplní roky inženýrské práce, ale startovní čára je dál, než kdy byla.