Цинковые аккумуляторы обошли литиевые: работают на 93% лучше при помощи "соли" и воды
Исследователи из Университета Аделаиды (Австралия) использовали жидкость на водной основе, чтобы сделать аккумуляторы негорючими.
Австралийские ученые разработали двухсолевой электролит для усовершенствования цинковых аккумуляторов на водной основе (AZB). Эти аккумуляторы — безопасная и экологичная альтернатива литий-ионным батареям, пишет Nature Sustainability.
Как улучшили цинковые батареи
В AZB будет использоваться жидкость на водной основе — вода с растворенными солями цинка в качестве электролита, — а металлический цинк — в качестве анода. Пока что исследователи работают над преодолением ограничений AZB, используя двухсолевой электролит (DDSE). В этом электролите используются две различные соли цинка, работающие совместно, что улучшает эксплуатационные характеристики жидкости и контролирует поведение ионов внутри аккумулятора.
Один тип соли способствует хорошей работе аккумулятора при различных температурах и увеличивает скорость его зарядки, а другой тип соли помогает защитить металлический цинк внутри устройства, что значительно увеличивает срок его службы. Вместе они обеспечивают очень хорошую производительность. Батарея может быстро заряжаться и работать в течение множества циклов в широком диапазоне температур, с минимальными потерями энергии при простое.
Разделенный двухсолевой электролит работает, распределяя специализированные функции между двумя различными солями цинка: перхлоратом цинка и сульфатом цинка. Перхлорат цинка остается в основном в жидкости, контролируя движение ионов и повышая морозостойкость аккумулятора в условиях низких температур. Сульфат цинка прилипает к поверхности цинка, образуя защитный слой, предотвращающий повреждения и коррозию.
Что показали тесты
В ходе тестирования аккумуляторы продемонстрировали стабильность и производительность, сохранив 93% емкости после 900 циклов заряда-разряда. Примечательно, что батареи достигли таких характеристик в чрезвычайно широком рабочем диапазоне: при температурах от -40°C до +40°C.
Благодаря этому усовершенствованному электролиту цинковые аккумуляторы могут использоваться для электромобилей и других энергоемких приложений, говорится в материале.
Исследователи планируют испытать электролит в практических аккумуляторных системах, усовершенствовать его состав и другие компоненты. Конечная цель — создать функциональный прототип аккумулятора, сочетающий в себе длительный срок службы, высокую плотность энергии и низкую стоимость, способный заменить литиевые аналоги.
Ранее мы писали о том, что цинковые аккумуляторы стали эффективнее на 99%. Исследователи из Сеульского национального университета (Южная Корея) улучшили производительность и стабильность цинк-ионных аккумуляторов на водной основе, модифицировав одну молекулу в электролите.