Исследователи из Университета Монаша в Мельбурне (Австралия) совершили прорыв в технологии цинково-воздушных аккумуляторов, создав инновационный катализатор, который позволяет значительно увеличить мощность, продлить срок службы и снизить стоимость батарей нового поколения.
Об этом сообщает ProIT
Особенности нового катализатора и его преимущества
В настоящее время цинково-воздушные аккумуляторы чаще всего применяются в устройствах малой мощности, в частности в слуховых аппаратах, однако их потенциал для широкого внедрения в более мощные системы остается значительным. Австралийские ученые использовали термическую обработку, чтобы трансформировать 3D-материал в ультратонкие листы на основе углерода. В эту структуру были введены атомы кобальта и железа, что существенно повысило эффективность и скорость кислородных реакций в батарее. По словам ведущих авторов исследования Саида Аскари и доктора Парамы Банерджи с кафедры химической и биологической инженерии, разработанный катализатор уже показал лучшие результаты по сравнению с традиционными коммерческими аналогами на основе платины или рутения, которые значительно дороже.
“Разместив кобальт и железо в виде отдельных атомов на углеродном каркасе, мы достигли рекордных показателей в цинково-воздушных батареях, продемонстрировав, чего можно достичь, когда катализаторы разработаны с атомарной точностью. Наши расширенные моделирования показали, что пары атомов кобальта и железа в сочетании с примесями азота улучшают перенос заряда и оптимизируют кинетику реакции, устраняя одно из самых узких мест в области цинково-воздушных батарей, которые перезаряжаются,” — объясняет Саид Аскари.
Перспективы внедрения и значение открытия
Доктор Парама Банерджи подчеркнул, что принципы, заложенные в основу создания нового катализатора, могут быть применены и в других сферах чистой энергетики — от топливных элементов до технологий расщепления воды и преобразования CO₂. Исследователь отметил, что непрерывная работа цинково-воздушной батареи в течение двух месяцев является значительным достижением для этой отрасли. Новые катализаторы не только решают ключевые технологические проблемы, но и открывают путь к использованию в различных направлениях энергетики, способствуя развитию экологически чистых технологий.
Результаты исследования опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal.