В Австралии создали «вечную» батарею на основе крахмала

Исследователи Университета Флиндерса в Австралии разработали водный цинк-йодный аккумулятор, способный выдержать более 60 тысяч циклов зарядки и разрядки и полностью заряжающийся всего за три минуты. По данным иксбт.ком, эта технология рассматривается как значительно более безопасная и дешёвая альтернатива распространённым литий-ионным батареям на рынке систем хранения энергии. Об этом сообщает Иксбт.ком сообщает .

По словам специалистов, одно из главных преимуществ батарей нового типа — негорючий электролит на водной основе. При этом цинк является распространённым в природе и относительно дешёвым сырьём. Однако до сих пор в таких аккумуляторах наблюдалась миграция соединений йода через сепаратор между электродами, то есть «эффект шаттла». Этот процесс приводил к постепенной потере активного вещества и ухудшению характеристик батареи.

Инновационное решение и результаты испытаний

Для решения проблемы австралийские учёные предложили использовать дешёвый и биоразлагаемый полимер на основе циклодекстрина — производного крахмала. Молекулы циклодекстрина имеют гидрофильную внешнюю поверхность и гидрофобную внутреннюю полость, выполняя роль молекулярной «ловушки», которая удерживает соединения йода и контролируемо высвобождает их.

В ходе лабораторных испытаний батарея продемонстрировала ёмкость около 200 мА·соат/г и выдержала более 8 000 циклов при времени зарядки семь минут. При снижении рабочей ёмкости до 150 мА·соат/г время зарядки удалось сократить всего до трёх минут, а ресурс превысил 60 000 циклов. Согласно данным исследования, скорость деградации элементов составляла всего 0,0001–0,0003% за цикл, а рабочее напряжение находилось в диапазоне 1,3–1,4 В.

Перспективы и промышленное значение

Разработчики планируют использовать эту технологию не для смартфонов или электромобилей, а главным образом для крупных стационарных энергетических сетей. В таких системах решающее значение имеют длительный срок службы, безопасность, стоимость материалов, а также способность быстро принимать и отдавать большие объёмы энергии.

Эта разработка имеет особое стратегическое значение для Австралии, которой принадлежит около 20–28% мировых запасов цинка. Использование местного сырья позволит снизить зависимость от цепочек поставок материалов для литий-ионных батарей и создать условия для развития производства собственных систем хранения энергии в стране.

В настоящее время команда Университета Флиндерса тесно сотрудничает с промышленными партнёрами над созданием платформы для прототипирования этих батарей. Чтобы вывести технологию на коммерческий уровень, потребуется дальнейшее масштабирование и испытания полноразмерных устройств.