Ученые решили главную проблему водных цинк-ионных батарей: чем они лучше литиевых

Исследовательская группа Института физических наук Хэфэя Китайской академии наук разработала высокоэффективную водную цинк-ионную батарею со сверхдлительным сроком службы в слабом магнитном поле, сообщает SciTechDaily. Команде ученых удалось преодолеть ограничения существующих катодных материалов и проблему роста дендритов цинка.

Водные цинк-ионные батареи являются недорогой и безопасной альтернативой литий-ионным батареям с высокой теоретической емкостью. Однако ограниченные электрохимические характеристики материала катода и рост дендритов цинка на аноде снижают плотность энергии и срок службы водной цинк-ионной батареи. Чтобы разработать более качественные водные цинк-ионные батареи, важно разработать катоды с высокой плотностью энергии и подавить рост дендритов цинка.

В своем исследовании, которое ученые уже опубликовали, они заявляют, что смогли преодолеть ограничения существующих катодных материалов и проблему роста дендритов цинка. Для этого исследователи использовали одностадийный гидротермальный метод с электрохимическим моделированием дефектов на месте для создания материала VS2. Материал имел множество дефектов, которые эффективно уменьшали электростатическое взаимодействие между ионами цинка и VS 2.

Хотя стабильность при циклировании оставалась проблемой из-за роста дендритов, команда обнаружила, что введение внешнего магнитного поля подавляло рост и значительно увеличивало срок службы батареи. В итоге их высокопроизводительная батарея Zn-VS2, работающая в условиях слабого магнитного поля, продемонстрировала сверхдлительный срок службы и высокую плотность энергии и мощность. По словам команды, эта работа может иметь серьезные последствия для будущего технологии хранения энергии.

Ранее Фокус рассказывал, что инженеры запустили мощную батарею из кремниевых "кирпичей". Экспериментальное хранилище энергии на основе кремния способно накапливать мощность в 1 МВтч и работать до 12 часов.

А их коллеги научились эффективнее перемещать ионы лития. По мнению исследователей, это настоящий прорыв в способах хранения энергии и значительный прогресс в скоростной зарядке аккумуляторов.