Группа ученых из Городского университета Гонконга и Южного университета науки и технологий представила инновационную водную батарею, которая прошла успешные испытания на долговечность, выдержав 120 000 циклов зарядки и разрядки без потери стабильности.
Об этом сообщает ProIT
Новый подход к созданию безопасных и долговечных аккумуляторов
Традиционные аккумуляторы используют агрессивные химические вещества, которые не только изнашивают их внутреннюю структуру, но и представляют угрозу экологии при утилизации, загрязняя воду и почву. Разработчики новой водной батареи заменили кислотные и щелочные электролиты нейтральными солями магния и кальция. Это позволило поддерживать стабильный уровень pH на отметке 7,0, что значительно снижает риск коррозии и продлевает срок службы устройства.
Еще одной инновацией стала замена негативного электрода: вместо традиционных металлических материалов исследователи использовали ковалентный органический полимер. Среди трех разработанных пластикоподобных структур была выбрана Hex TADD COP, которая обладает повышенной электропроводностью благодаря электронодонорным связям. Для позитивного электрода применили аналог прусской синей – химического соединения, используемого как синий пигмент.
Впечатляющие результаты и перспективы внедрения
В ходе тестирования батарея продемонстрировала не только стабильность на протяжении 120 000 циклов, но и выдающиеся показатели энергетической емкости – 112,8 мА·ч/г. По расчетам, если заряжать типичный смартфон такой батареей раз в день, она теоретически может прослужить около 300 лет. Кроме того, благодаря использованию нетоксичных материалов и нейтрального электролита, аккумулятор безопасен для окружающей среды.
“По сравнению с существующими системами водных батарей, новая система обеспечивает исключительную долговременную стабильность циклической работы и бережное отношение к окружающей среде в нейтральных условиях”, — отмечают авторы исследования.
Несмотря на впечатляющие результаты, исследователи признают, что для коммерческого внедрения необходимо повысить энергетическую емкость разработки и масштабировать производство органических полимеров. Ученые возлагают большие надежды на дальнейшее развитие этой технологии, которая потенциально сможет изменить подход к изготовлению экологически чистых и долговечных аккумуляторов.
Ранее сообщалось о создании “жидкой батареи”, способной накапливать солнечную энергию и преобразовывать ее в тепло, а также об аккумуляторе, работающем на витамине B2 и глюкозе, разработанном американскими исследователями.
Подробнее с результатами исследования можно ознакомиться в журнале Nature.