Революция в энергетике: создан новый ионно-цинковый аккумулятор с более чем 1500 циклами зарядки

Учёные Калифорнийского университета (УКЛА) разработали новый тип гибридного ионно-цинкового аккумулятора, который, как ожидается, совершит значительный прорыв в технологиях хранения энергии. Устройство с электродом, напечатанным на 3Д-принтере, способно накапливать в семь раз больше энергии по сравнению со своими аналогами. Ожидается, что это открытие в будущем станет недорогой и эффективной альтернативой литий-ионным батареям. Об этом Иксбт.ком сообщает .

Уникальность нового устройства заключается в том, что оно представляет собой гибрид двух технологий — традиционного аккумулятора и суперконденсаторов. Один его электрод работает по классическому батарейному принципу, а второй изготовлен из углеродного материала, как в суперконденсаторах. Такая структура позволяет устройству не только хранить большое количество энергии, но и очень быстро заряжаться и разряжаться.

3Д-технология и рекордная ёмкость

По данным авторов проекта, опубликованным изданием иксбт.ком, главной новинкой является пористый 3Д-электрод с сетчатой внутренней структурой. Его поверхность покрыта оксидом ванадия, который эффективно удерживает заряд. Именно это архитектурное решение позволило резко увеличить ёмкость устройства. По словам исследователей, всего один грамм этого материала имеет внутреннюю площадь поверхности, равную примерно десяти теннисным кортам.

В ходе испытаний выяснилось, что аккумулятор способен накапливать в семь раз больше заряда, чем существующие гибридные системы суперконденсаторов. Что самое важное, устройство показало высокие результаты и в плане долговечности: после 1500 циклов зарядки и разрядки оно сохранило 82 процента своей первоначальной ёмкости.

Достойная и недорогая альтернатива литию

Учёные УКЛА выбрали цинк не случайно. Цинк встречается в природе примерно в 100 раз чаще, чем литий, а его добыча и переработка значительно проще и дешевле. Это позволит в будущем существенно снизить себестоимость батарей, предназначенных для электромобилей и бытовой техники.

Новая разработка в первую очередь предназначена для систем хранения энергии, где важны быстрая зарядка, длительный срок службы и низкая цена. Кроме того, группа исследователей представила недорогую 3Д-печатную испытательную ячейку для точного и стандартизированного тестирования новых типов устройств хранения энергии в лабораторных условиях.

Если эта технология будет внедрена в массовое производство, она может оказаться очень полезной для таких стран, как Узбекистан, которые делают ставку на возобновляемые источники энергии, — для хранения энергии, вырабатываемой солнечными и ветровыми электростанциями. Недорогие и долговечные аккумуляторы являются важным звеном в обеспечении энергетической независимости.