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.

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. 

Источник: Тэкноблог