Китайские учёные создали цинковый аккумулятор с рекордным сроком службы — 5128 часов
Учёные из Университета Фудань и Китайской академии наук создали проточный цинковый аккумулятор, который в лабораторных испытаниях непрерывно работал 5128 часов. Разработка предназначена для систем длительного хранения энергии, используемых совместно с солнечными и ветровыми электростанциями.
Вместо традиционного твёрдого цинкового электрода исследователи применили суспензию из наночастиц цинка в проводящей жидкости. Материал циркулирует между внешним резервуаром и электрохимической ячейкой, а цинк обратимо переходит между металлической и ионной формами во время зарядки и разрядки.
Главной проблемой предыдущих цинковых аккумуляторов такого типа была нестабильность — частицы цинка слипались, а поверхность электрода разрушалась. Новая конструкция использует наночастицы цинка с полым углеродным каркасом и специальным электролитом, что обеспечивает стабильные реакции при многократных циклах.
В ходе испытаний аккумулятор достиг кулоновской эффективности 99,94%, то есть почти весь затраченный на зарядку заряд возвращался при разрядке. Другой вариант на основе той же архитектуры — цинк-диоксид марганца — сохранил 81,1% исходной ёмкости после 5500 циклов зарядки и разрядки.
Проточная конструкция позволяет разделить мощность и объём энергии: для увеличения запаса энергии достаточно увеличить объём суспензии в резервуарах, без переработки электрохимической системы. Это делает технологию перспективной для крупных накопителей энергии.
В следующих этапах команда планирует перевести разработку от лабораторного образца к практическим системам, улучшая состав суспензии и интеграцию оборудования. Исследование опубликовано в журнале Nature Energy.
