Южнокорейские ученые продлили срок службы водных аккумуляторов с помощью нанодобавки

Исследователи из Университета Сонгюнгван в Южной Корее разработали новую технологию для водных аккумуляторов, которая позволяет значительно увеличить срок их службы и повысить эффективность работы. Результаты исследования опубликованы в журнале Nano-Micro Letters.

Водные аккумуляторы считаются одной из наиболее перспективных альтернатив литий-ионным батареям для стационарных систем хранения энергии. Они дешевле в производстве, используют более доступные материалы и обладают повышенной пожаробезопасностью благодаря применению электролитов на водной основе.

Однако широкому распространению таких накопителей до сих пор мешала проблема деградации цинковых электродов. Во время многократных циклов зарядки и разрядки на поверхности металла формируются неравномерные отложения, что снижает эффективность аккумулятора и сокращает срок его эксплуатации.

Для решения этой задачи южнокорейские ученые использовали специальную цвиттерионную добавку, которая вводится непосредственно в электролит. После добавления вещества в растворе самопроизвольно формируются наноструктуры размером менее четырех нанометров.

Как показали испытания, эти структуры выполняют сразу две функции. Они обеспечивают более равномерное осаждение цинка на электродах и одновременно создают защитный слой, препятствующий коррозии и нежелательным химическим реакциям между металлом и водой.

По данным авторов исследования, применение новой добавки позволило обеспечить стабильную работу аккумулятора на протяжении более 2800 часов. Кроме того, система продемонстрировала один из лучших показателей емкости среди известных водных аккумуляторов данного класса.

Разработчики отмечают, что главным преимуществом технологии является простота внедрения. Для повышения характеристик батареи не требуется использование дорогостоящих материалов или изменение конструкции накопителя — достаточно небольшого количества специальной добавки в электролите.

По мнению ученых, технология может найти применение в крупных системах накопления энергии, используемых для интеграции возобновляемых источников энергии, а также для обеспечения работы дата-центров и цифровой инфраструктуры, потребности которых в электроэнергии продолжают расти.

Эксперты отмечают, что развитие безопасных и долговечных накопителей энергии остается одной из ключевых задач мировой энергетики. Решение этой проблемы напрямую связано с расширением использования возобновляемых источников энергии и повышением устойчивости энергосистем.