Исследователи из Мэрилендского университета и Брукхейвенской национальной лаборатории (США) совершили важный шаг в развитии технологий хранения энергии от возобновляемых источников — они разработали новые водные электролиты для цинковых аккумуляторов. Эти батареи считаются перспективным решением для накопления энергии от солнечных панелей и ветрогенераторов: они недорогие, безопасные и экологичные.
Главная проблема цинковых аккумуляторов — снижение эффективности со временем из-за образования дендритов цинка на поверхности электродов и побочных реакций с участием воды. Это сокращает срок службы батарей и мешает их широкому применению.
Мы разработали электролиты с фторированными анионами, которые взаимодействуют не только с ионами цинка, но и с окружающими их молекулами воды во вторичной сольватной оболочке, образуя «вторичную сольватную оболочку с анионными мостиками». Эта структура помогает защитить цинк от побочных реакций, вызываемых водой, обеспечивает более стабильную межфазную границу и сохраняет хорошие транспортные свойства
Ключевое преимущество новой технологии — баланс характеристик: электролиты обладают низкой вязкостью и стоимостью, высокой ионной проводимостью и при этом повышают стабильность работы аккумулятора. Лабораторные тесты показали впечатляющие результаты. Кулоновский КПД достиг 99,99% после 1000 циклов работы, а плотность энергии составила до 130 Вт·ч/кг.
Разработанная стратегия проектирования электролитов открывает путь к коммерциализации цинковых аккумуляторов. В перспективе это сделает хранение энергии от солнечных и ветряных станций более доступным и поможет ускорить переход к экологически чистым источникам энергии. В дальнейших исследованиях команда планирует адаптировать концепцию к другим типам электролитных систем.
Ранее Наука Mail рассказывала, что зарядка электромобиля за считанные минуты стала реальностью.
