Безопаснее и дешевле литий-ионных: цинк-серные батареи получили на 20% больше емкости
По словам ученых, улучшенный аккумулятор не только может хранить больше энергии, но и меньше склонен к замыканию и возгоранию.
Исследователи из Университета Кейс Вестерн Резерв в США улучшили производительность технологии цинк-серных аккумуляторов, которые рассматриваются как альтернатива литий-ионным. Об этом говорится в пресс-релизе университета.
На сегодняшний день перезаряжаемые литий-ионные батареи питают все, от электромобилей до небольших гаджетов. Однако новое исследование показывает, что аккумуляторы на основе цинка могут быть более устойчивыми и экономически эффективными.
Литий-ионные батареи используют относительно редкие материалы, а также сложны и дороги в производстве. В свою очередь цинк-серные батареи используют более распространенные и недорогие материалы и имеют меньше проблем с экологией и безопасностью. Кроме того, цинк-серные батареи имеют более высокую плотность энергии, что позволяет создавать более компактные и долговечные конструкции.
"Это исследование знаменует собой важный шаг вперед в разработке более безопасных и устойчивых решений для хранения энергии. Водные цинк-серные батареи обладают потенциалом для питания широкого спектра приложений — от систем возобновляемой энергии до портативной электроники", — заявил доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники Чейз Као.
В пресс-релизе говорится, что цинк-серные батареи, несмотря на свои преимущества, имели некоторые проблемы, такие как коррозия цинкового анода, низкая проводимость и рост дендритов. Команда Чейза Као преодолела эти препятствия, внедрив две ключевые добавки: пропиленгликольметиловый эфир и цинк-йодид.
Упомянутые добавки повысили энергоемкость цинк-серных аккумуляторов на 20%, улучшили их проводимость, стабильность и подавление роста цинковых дендритов. Как объясняют ученые, при соединении дендритов с положительной и отрицательной сторонами батареи может произойти замыкание и возгорание, что является серьезной проблемой для литий-ионных батарей.
"Эти добавки не только повышают эффективность аккумулятора, но и решают давние проблемы безопасности, смягчая образование дендритов. В результате получается компактный аккумулятор с более высокой плотностью, который можно заряжать большее количество раз без существенной деградации", — отметил соавтор исследования Гуйинь Сюй.
Напомним, cтартап CarbonX готовится к промышленному производству нового анодного материала, который может помочь Европе снизить зависимость от поставок графита для аккумуляторов из Китая.
В свою очередь стартап Inlyte Energy объявил, что его железо-натриевые химические элементы продемонстрировали стабильное циклирование в батареях коммерческого размера и готовы к масштабированию.