Цинковые батареи на водной основе работают лучше в холоде с помощью растений

Прорыв на основе растений, достигнутый китайскими учеными, может помочь улучшить производительность цинковых батарей на водной основе. Об этом пишет Interesting Engineering.

Прорыв использует растение конжак — корнеплод, который произрастает в Китае и считается богатым клетчаткой. Именно это волокно, по утверждению китайских ученых, они использовали для улучшения производительности цинк-ионных аккумуляторов при низких температурах.

Считается, что цинковые батареи на водной основе обладают высокой емкостью и могут обеспечить повышенную безопасность по сравнению с литий-ионными батареями, которые широко используются сегодня.

Более того, цинк более доступен, и поэтому он может стать хорошей заменой электромобилям (ЭМ) и другим продуктам, в которых он используется.

Однако одной из серьезных проблем круглогодичного использования цинковых батарей на водной основе является тенденция к замерзанию электролитов на водной основе, которые в них используются, в холодную погоду.

Электролит, управляющий потоком энергии между электродами, имеет тенденцию замерзать, что снижает их эффективность.

Прорыв в области цинковых батарей на основе конжака

Команда смешала полимер растения конжак с электролитом цинковой батареи на водной основе. Добавление волокон конжака было призвано помочь разорвать сеть водородных связей в воде, чтобы нарушить процесс замерзания.

По словам ученых, благодаря этому дополнению аккумулятор продемонстрировал улучшенную производительность даже при низкой температуре в -10 градусов по Цельсию.

Ученые также заявили, что усовершенствованная электролитная батарея способна бесперебойно работать более 800 часов при температуре 14 градусов по Фаренгейту и до 1250 часов при температуре 25 градусов по Цельсию.

Еще одним преимуществом добавления конжака в электролит было то, что он остановил нежелательное образование дендрита цинка в ячейках, что является серьезной проблемой для цинковых ячеек на водной основе. Дендрит — это тип металлического кристалла, который может перемещаться с одного электрода на другой и потенциально приводить к неудачам.

Это помогло увеличить емкость и срок службы аккумулятора, и все это при очень низких затратах.

Альтернатива литию

В то время как концентрация лития в земной коре составляет всего 0,002 процента, цинка, с другой стороны, содержится всего 0,02 процента — в 10 раз больше, чем лития.

Это делает цинк лучшей и гораздо более доступной заменой литий-ионных аккумуляторов для электромобилей и других применений. Текущие поставки лития могут не удовлетворить растущий спрос. В результате в ближайшие годы производители аккумуляторов могут столкнуться с большими трудностями в закупке достаточного количества лития для своей деятельности.

Ранее мы писали о том, чем опасны литиевые батареи и как пользоваться, чтобы не взрывались. Нужно следить за тем, чтобы гаджеты не перегревались, особенно в жару, иначе они могут загореться вместе с жильем.