Текст опубликован в личном блоге и его автор не имеет отношения к администрации сайта
Австралийские исследователи разработали новый тип аккумулятора, который работает на основе цинка, воды и морской соли. Такой аккумулятор не содержит токсичных веществ, не воспламеняется и может быть полностью утилизирован. Кроме того, он обладает высокой стабильностью и долговечностью, не образуя дендритов — металлических отложений, которые могут привести к короткому замыканию.
Аккумуляторы на основе цинка и воды считаются перспективными альтернативами литий-ионным аккумуляторам, которые широко используются в электронике, транспорте и энергетике. Однако у них есть ряд недостатков, связанных с низкой плотностью энергии, быстрым износом и риском возгорания. Поэтому учёные ищут способы улучшить характеристики и безопасность таких аккумуляторов.
Команда из Мельбурнского королевского технологического института (RMIT) в сотрудничестве с другими учреждениями представила новую концепцию аккумулятора, который назвали RAZB (rechargeable aqueous zinc battery). В нём используется анод из сплава цинка и марганца, который имеет пористую наноструктуру и высокую энергию связывания. Это позволяет равномерно распределять кристаллы цинка на поверхности анода и предотвращать рост дендритов. Катод состоит из углеродных нанотрубок, покрытых слоем марганцевого диоксида. Электролит представляет собой раствор морской соли с добавлением сульфатов цинка и марганца, который обеспечивает высокую проводимость ионов и снижает выделение водорода из воды.
Учёные провели испытания аккумулятора и показали, что он выдерживает более 1000 циклов заряда и разряда без потери емкости. Плотность энергии аккумулятора составила 75 Вт·ч/кг, что примерно в три раза меньше, чем у литий-ионных аккумуляторов. Аккумулятор также оказался механически устойчивым и не подверженным термическому разрушению.
«Наш аккумулятор — это прорыв в области водных аккумуляторов, который открывает новые возможности для развития устойчивых, недорогих и безопасных источников энергии», — заявил ведущий автор исследования профессор Юн Лю (Yun Liu) из RMIT. Он добавил, что следующим шагом будет увеличение плотности энергии аккумулятора за счёт разработки новых наноматериалов для электродов.