Alkalické akumulátory jsou jedny z nejvíce využívaných elektrochemických zdrojů proudu. Nikl-kadmiové (NiCd) akumulátory však obsahují toxické a poměrně drahé kadmium, pro výrobu nikl-metalhydridových (NiMH) akumulátorů jsou zase potřebné exotické materiály, jejichž naleziště se navíc nacházejí v zemích s vysokou politickou nestabilitou. Z toho opět pramení vyšší cena těchto systémů.
Jako perspektivní náhrada se jeví akumulátory nikl-zinkové (NiZn), které využívají stejnou kladnou elektrodu jako výše zmiňované typy. Zinek, používaný pro zápornou elektrodu, je mnohem levnější, snadno recyklovatelný a jedny z největších nalezišť zinku ve světě se nacházejí v České republice. Kromě toho se oproti akumulátorům NiCd a NiMH vyznačují vysokou hustotou energie a výkonu (teoreticky 373 Wh/kg). Díky vyššímu jmenovitému napětí (1,6 V) je lze použít i jako přímou náhradu primárních článků se jmenovitým napětím 1,5 V, což NiCd ani NiMH akumulátory se svým napětím 1,2 V neumožňují.
Ze souhrnné reakce na článku
Zn + 2NiOOH + H2O ↔ ZnO + 2Ni(OH)2
nebo
Zn + 2NiOOH + 2H2O ↔ Zn(OH)2 + 2Ni(OH)2
je patrné, že produktem vybíjení zinkové elektrody je oxid zinečnatý nebo jeho hydratovaná forma, tedy hydroxid zinečnatý. Tyto látky jsou velmi dobře rozpustné v použitém alkalickém elektrolytu KOH. Rozpustnost vede k tvarovým změnám elektrody a při nabíjení k tzv. dendritickému růstu zinku, což může způsobit zkrat mezi elektrodami. Tyto děje výrazně zkracují životnost celého akumulátoru.
Možností jak potlačit tyto jevy je několik. Za prvé je to vytvoření elektrody s nízkou rozpustností, která by se vyznačovala malými tvarovými změnami při cyklování. Nejlepších výsledků je prozatím dosaženo přidáním Ca(OH)2 do materiálu záporné elektrody. Při cyklování se vytváří směs s nižší rozpustností Ca(OH)2·Zn(OH)2·2H2O a je proto možné využít většího počtu cyklů. Pro omezení růstu dendritů se do elektrody přidávají další příměsi jako například Bi2O3, CdO, HgO, PbO, In2O3 a další. Druhou cestou je příprava elektrolytu s omezenou rozpustností ZnO či použití separátorů a membrán v konstrukci akumulátorů. Nejlepších výsledků bylo prozatím dosaženo použitím ternárního elektrolytu 3,2M KOH + 1,8M KF + 1,8M K2CO3.
V současné době probíhá na Ústavu elektrotechnologie Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně ve spolupráci s firmou Bochemie a.s. Bohumín k intenzivnímu výzkumu a vývoji všech dílčích částí NiZn akumulátorů, především pak zinkové elektrody a elektrolytu s ohledem na maximální zvýšení životnosti NiZn akumulátorů. Rádi bychom tak zúročily několikaleté zkušenosti s elektrochemickými systémy a přispěli k novému ekologickému řešení akumulátorů další generace.
