Исследователи из Университета Флиндерса (Австралия) разработали новый тип водной цинк-йодной батареи, которая способна заряжаться примерно за три минуты и выдерживает более 60 000 циклов зарядки и разрядки. Об этом сообщает Techradar со ссылкой на научную публикацию в журнале "Angewandte Chemie".
Особенности новой технологии
Разработанная конструкция пока представлена в виде небольшого лабораторного элемента, а не полноразмерного аккумулятора для потребительских устройств или промышленных систем. Главная инновация заключается в использовании специальной молекулярной "клетки", которая удерживает йод внутри батареи, не мешая необходимым химическим реакциям. Это позволило значительно повысить стабильность и долговечность элемента.
Водные цинк-йодные аккумуляторы (AZIB) используют электролит на водной основе, что делает их безопаснее по сравнению с литий-ионными батареями, где применяются органические электролиты. Вода как основа электролита снижает риск возгорания и взрыва, что особенно важно для крупных систем накопления энергии.
Потенциал и перспективы
Еще одним преимуществом является доступность цинка и йода, которые могут быть легче масштабированы в производстве, чем материалы для литий-ионных батарей. Однако, как отмечают исследователи, главной проблемой цинк-йодных систем было постепенное ухудшение характеристик из-за химических реакций в процессе эксплуатации. Новая молекулярная структура позволила существенно уменьшить эти потери.
"Аккумуляторы на основе водного цинка и йода становятся жизнеспособной альтернативой литий-ионным батареям для крупномасштабного накопления энергии, и наша группа сейчас сотрудничает с промышленностью для создания платформы прототипирования этой аккумуляторной системы", — заявил профессор химии Чжунфань Цзя из Университета Флиндерса.
Пока что результаты получены только на лабораторных образцах, поэтому о замене литий-ионных батарей в смартфонах или электромобилях говорить рано. Основная сфера применения новой технологии — крупные системы хранения энергии, например, для солнечных электростанций, где важны долговечность, безопасность и способность выдерживать частые циклы зарядки.
Что дальше
Перед внедрением в промышленное производство ученым нужно доказать, что технология работает не только на малых элементах, но и в полноразмерных аккумуляторах. Также необходимо проверить, как батареи будут вести себя при масштабировании и в реальных условиях эксплуатации. В то же время исследование показывает, что одна из ключевых проблем водных цинк-йодных систем может быть решена на уровне химии аккумулятора.