Учёные из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST, Саудовская Аравия) разработали простой способ, который позволяет значительно увеличить срок службы водных аккумуляторов. Согласно результатам исследования, добавление сульфата цинка (цинкового купороса, ZnSO4) в электролит увеличивает ресурс таких батарей в десять раз.
Об этом сообщает ProIT
Механизм действия сульфата цинка в водных аккумуляторах
Вода, используемая в водных аккумуляторах, может негативно влиять на производительность устройства, поскольку способствует нежелательным химическим реакциям, которые повреждают анод. Анод является ключевым элементом, где происходят процессы генерации и хранения энергии. Свободные молекулы воды, которые не имеют прочных связей с другими молекулами, инициируют эти разрушительные реакции, потребляя энергию и постепенно разрушая анод.
Учёные выяснили, что сульфат цинка эффективно стабилизирует структуру воды, уменьшая количество свободных молекул, которые могут вызывать разрушение. Сульфат цинка выполняет функцию своеобразного «клея», который уменьшает динамику водных молекул, предотвращая нежелательные реакции.
Универсальность и перспективы технологии
Несмотря на то, что основная часть экспериментов проводилась с использованием цинкового анода, аналогичный положительный эффект сульфат цинка проявляет и с другими металлическими анодами. Это позволяет считать, что включение сульфатных солей в конструкцию водных аккумуляторов может стать универсальным решением для увеличения их ресурса.
«Сульфатные соли дешёвые, широко доступны и химически стабильные, что делает наше решение научно и экономически жизнеспособным», — объясняет научный сотрудник KAUST Юнпей Чжу.
Водные аккумуляторы становятся всё более популярными в мире как устойчивое решение для крупномасштабного хранения энергии. По прогнозам, к 2030 году мировой рынок таких батарей превысит 10 миллиардов долларов. В отличие от распространённых литиевых аккумуляторов, водные батареи обеспечивают более высокий уровень безопасности и экологичности, что делает их привлекательными для интеграции возобновляемых источников энергии, в частности солнечной, в современные электрические сети.
Подробные результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
