Батарея на морской воде дешевле и безопаснее литий-ионной

Литий-ионная батарея имеют решающее значение для современной жизни. Но у них есть один существенный недостаток – эти аккумуляторы иногда загораются.

Фото: realbusiness.co.uk

Водная батарея на основе цинка позволяют избежать опасности возгорания за счет использования электролита на водной основе вместо обычного химического растворителя. Однако неконтролируемый рост дендритов (крошечных наростов, которые могут привести к потере заряда) ограничивает способность аккумуляторов обеспечивать высокую производительность и длительный срок службы.

И вот теперь исследователи из Хьюстонского университета сообщили в Nature Communications, что новый анод из цинково-марганцевого наносплава преодолел это затруднение. В результате была создана стабильная, высокопроизводительная водная батарея без дендритов, использующая морскую воду в качестве электролита.

Получилась дешевая безопасная батарея

Сяонан Шань, соавтор работы и доцент кафедры электротехники и вычислительной техники, подчеркнул, что новые батареи можно будет использовать даже в электромобилях. “Это недорогой, стабильный аккумулятор с высокой плотностью энергии”, – сказал он.

Сяонан Шань и аспирант Гуансиа Фэн также разработали метод оптической визуализации, позволяющий им непосредственно наблюдать динамику реакции на аноде в режиме реального времени. “Эта важная информация обеспечивает отслеживание кинетики реакции и помогает нам понять явления, к которым раньше было трудно получить доступ”, – отметил ученый.

Испытания показали, что новый анод из цинк-марганцевого наносплава оставался стабильным без разрушения на протяжении 1000 часов циклов зарядки/разрядки при высокой плотности тока (80 мА/см2). Использование морской воды в качестве электролита, а не воды высокой степени очистки, предлагает еще один путь снижения стоимости батареи.

Шан и его коллеги предложили методику подавления образования дендритов в водных системах за счет управления термодинамикой поверхностных реакций, а также с помощью цинкового сплава с трехмерной структурой. :///