17
Китайские учёные усовершенствовали цинковый аккумулятор с применением углеродных нанотрубок
Исследователи из Китая разработали водно-цинковую батарею, которая сохраняет почти 90% своей исходной ёмкости даже после 10 тысяч циклов зарядки и разрядки. При более высоких нагрузках аккумулятор выдержал ещё больше — 93 400 циклов. Это достижение может стать основой для долговременных систем хранения энергии на базе доступного цинка.
Работу над батареей проводили эксперты Цзилиньского университета и Чанчуньского института прикладной химии. Они улучшили катод — элемент, в котором в традиционных цинк-йодных аккумуляторах наблюдаются проблемы. Ионы йода могут передвигаться через электролит между электродами. Этот так называемый «челночный эффект» приводит к потерям энергии и ускоряет износ аккумулятора.
Чтобы остановить перемещение йода, учёные изменили поверхность углеродных нанотрубок, использованных для изготовления катода. Наилучшие результаты показали нанотрубки с гидроксильными группами: они удерживают ионы йода на месте, предотвращая их утечку в электролит.
В ходе лабораторных испытаний батарея продемонстрировала начальную удельную ёмкость 175,5 мА·ч/г. После более чем 10 тысяч циклов она сохранила 89,34% этого значения. При плотности токе 10 А/г ёмкость составила 120 мА·ч/г, а ресурс достиг 93 400 циклов.
Исследователи также создали более крупный прототип с 150 мг йода. Он работал при напряжении 1,1 В и имел фактическую ёмкость 23,8 мА·ч. После 350 циклов зарядки и разрядки осталось 91,7% начальной ёмкости. Это подтвердило работоспособность технологии не только на малых лабораторных образцах.
Источник