Ученые UCLA создали цинк-ионный аккумулятор с 82% емкости после 1500 циклов
Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) представили новый тип цинк-ионного гибридного аккумулятора. Ключевая особенность разработки — 3D-печатный электрод с пористой структурой, который позволяет накапливать более чем в семь раз больше заряда по сравнению с существующими гибридными суперконденсаторными системами.
По своей сути устройство объединяет технологии обычных аккумуляторов и суперконденсаторов. Один электрод работает как в классической батарее, а второй выполнен из углеродного материала, характерного для суперконденсаторов. Это обеспечивает не только высокую энергоемкость, но и быструю зарядку и разрядку.
Главное новшество — пористый 3D-печатный электрод с разветвленной внутренней архитектурой. Его поверхность покрыта оксидом ванадия, который эффективно захватывает и удерживает заряд. По данным исследователей, всего один грамм этого материала имеет внутреннюю поверхность, сопоставимую примерно с десятью теннисными кортами.
В ходе испытаний аккумулятор продемонстрировал семикратное увеличение накопления заряда. После 1500 циклов зарядки и разрядки он сохранил около 82% первоначальной емкости. Разработка ориентирована на системы хранения энергии, где важны быстрая зарядка, долгий срок службы и низкая стоимость.
Особое внимание ученые уделяют цинку как альтернативе литию. Он примерно в 100 раз более распространен, проще добывается и легче перерабатывается. Помимо самого аккумулятора команда UCLA также представила недорогую 3D-печатную тестовую ячейку для более точного и стандартизированного тестирования новых накопителей энергии в лабораториях.
Результаты работы могут способствовать развитию более доступных и долговечных аккумуляторов для различных сфер — от бытовой электроники до крупных энергосистем.
