Витримують 6000 циклів: батареї "на воді" досягли щільності енергії 220 Вт*год/кг

Дослідники з Китайського університету нафти синтезували новий гідрогелевий електроліт, який у поєднанні з катодом з берлінської блакиті забезпечує виняткову щільність енергії та цикличність у гібридних іонних батареях на основі натрію і цинку. Про це йдеться у пресрелізі, опублікованому на порталі EurekAlert.

Батареї на водній основі вважаються перспективною технологією для зберігання енергії завдяки своїй безпеці, низькій вартості та екологічності. Однак їхнє практичне застосування ускладнене вузьким вікном електрохімічної стабільності та відносно низькою щільністю енергії.

Щоб подолати ці обмеження, вчені розробили гідрогелевий електроліт, названий Zn-SA-PSN. Він створений на основі унікальної полімерної мережі із взаємопов'язаними амідними ланцюгами і гідрофільними функціональними групами, які є ключем до його високої продуктивності. Ця передова конструкція забезпечує хорошу іонну провідність і розширене вікно електрохімічної стабільності.

За даними дослідників, у поєднанні з катодом з берлінської блакиті гібридна батарея натрій-цинк демонструє чудову продуктивність, досягаючи більш ніж 6000 циклів з мінімальним падінням ємності лише 0,0096% за цикл за високої щільності струму 25 С. Крім того, батарея досягає щільності енергії приблизно в 220 Вт*год/кг.

"Наш гідрогелевий електроліт являє собою значний прогрес у галузі водних акумуляторів. Його здатність зберігати високу продуктивність упродовж тисяч циклів і за високих густин струму є свідченням його потенціалу для практичного застосування в галузі зберігання енергії", — зазначив провідний дослідник проєкту доктор Ліньцзе Чжі.

За словами вчених, здатність гідрогелевого електроліту Zn-SA-PSN забезпечувати високу щільність енергії та довгострокову стабільність може трансформувати акумуляторні системи для зберігання енергії в масштабах мережі, електромобілів та інших технологій, що вимагають ефективності та безпеки.

Нагадаємо, вчені з Німеччини та Китаю розробили незвичайний твердотільний акумулятор зі скляним електролітом, який забезпечив високу швидкість зарядки.

Своєю чергою група дослідників з Японії розробила квазітвердотільний літій-іонний акумулятор, який не запалюється і позбавлений недоліків традиційних батарей.