Дослідники з Університету Фліндерса (Австралія) розробили новий тип водної цинк-йодної батареї, яка здатна заряджатися приблизно за три хвилини та витримує понад 60 000 циклів заряджання і розряджання. Про це повідомляє Techradar із посиланням на наукову публікацію в журналі "Angewandte Chemie".

Особливості нової технології

Розроблена конструкція поки що представлена у вигляді невеликого лабораторного елемента, а не повнорозмірного акумулятора для споживчих пристроїв чи промислових систем. Головна інновація полягає у використанні спеціальної молекулярної "клітки", яка утримує йод усередині батареї, не заважаючи потрібним хімічним реакціям. Це дозволило значно підвищити стабільність і довговічність елемента.

Водні цинк-йодні акумулятори (AZIB) використовують електроліт на водній основі, що робить їх безпечнішими порівняно з літій-іонними батареями, де застосовуються органічні електроліти. Вода як основа електроліту знижує ризик займання та вибуху, що особливо важливо для великих систем накопичення енергії.

Потенціал і перспективи

Ще однією перевагою є доступність цинку та йоду, які можуть бути легше масштабовані у виробництві, ніж матеріали для літій-іонних батарей. Однак, як зазначають дослідники, головною проблемою цинк-йодних систем було поступове погіршення характеристик через хімічні реакції під час експлуатації. Нова молекулярна структура дозволила суттєво зменшити ці втрати.

"Акумулятори на основі водного цинку та йоду стають життєздатною альтернативою літій-іонним батареям для великомасштабного накопичення енергії, і наша група зараз співпрацює з промисловістю для створення платформи прототипування цієї акумуляторної системи", — заявив професор хімії Чжунфань Цзя з Університету Фліндерса.

Поки що результати отримані лише на лабораторних зразках, тому про заміну літій-іонних батарей у смартфонах чи електромобілях говорити зарано. Основна сфера застосування нової технології — великі системи зберігання енергії, наприклад, для сонячних електростанцій, де важливі довговічність, безпека та здатність витримувати часті цикли заряджання.

Що далі

Перед впровадженням у промислове виробництво науковцям потрібно довести, що технологія працює не лише на малих елементах, а й у повнорозмірних акумуляторах. Також необхідно перевірити, як батареї поводитимуться при масштабуванні та в реальних умовах експлуатації. Водночас дослідження показує, що одна з ключових проблем водних цинк-йодних систем може бути вирішена на рівні хімії акумулятора.