Новые цинковые батареи могут произвести революцию в системах хранения энергии

Ученые из Университета штата Орегон добились значительного прогресса в разработке устойчивой альтернативы литий-ионным батареям. Они создали новый электролит, который обеспечивает почти 100%-ую эффективность в металлическом цинковом аноде цинковых батарей, что является многообещающей разработкой в области крупномасштабного накопления энергии. Это открытие является частью продолжающегося поиска новых химических элементов питания, способных накапливать солнечную и ветровую энергию для использования при неблагоприятных погодных условиях.

— Этот прорыв представляет собой значительный шаг вперед на пути к тому, чтобы сделать металлические цинковые батареи более доступными для потребителей, — заявил руководитель исследовательской группы Сюлей «Дэвид» Джи, опубликовавший накануне результаты исследования в журнале Nature Sustainability. — Эти батареи необходимы для установки дополнительных солнечных и ветряных электростанций. Кроме того, они предлагают безопасное и эффективное решение для домашнего хранения энергии, а также модули накопления энергии для сообществ, уязвимых к стихийным бедствиям.

Батареи на основе цинка обладают высокой энергоемкостью и безопасны, поскольку цинк является безопасным и распространенным материалом. Они изучаются в качестве возможной альтернативы литий-ионным батареям, производство которых зависит от сокращающихся поставок редких металлов, таких как кобальт и никель. Кроме того, электролиты в литий-ионных батареях растворены в легковоспламеняющихся органических растворителях, которые разрушаются при высоких рабочих напряжениях.

С другой стороны, батареи на основе цинка являются одним из ведущих кандидатов для систем крупномасштабного накопления энергии, но их срок службы ограничен плохими характеристиками обратимости цинкового анода. Новый же гибридный электролит, разработанный Джи и его командой, использует недорогую смесь хлористых солей, растворенных в воде, и обычный растворитель для аккумуляторов. Это снижает реакционную способность воды и практически останавливает реакцию выделения водорода за счет образования пассивирующего слоя на поверхности анода, что обеспечивает длительный срок службы.

Новый электролит продемонстрировал кулоновскую эффективность в 99,95%, которая измеряет перенос электронов в батареях. Эта технология позволяет в ближайшем будущем коммерциализировать металлические цинковые батареи для крупномасштабного сетевого хранения.