Американская разработка. Новый цинковый аккумулятор выдерживает 1500 циклов зарядки

Об этомсообщает издание Interesting Engineering.

Новинка сочетает в себе два подхода к хранению энергии. Один контакт работает как накопительная часть традиционного литий-ионного аккумулятора, а второй использует углеродный электрод, подобный тем, что применяются в суперконденсаторах.

«Будущее накопления энергии не будет определяться какой-то одной технологией», — отметил соавтор исследования Махер Эль-Кади, ассистент-исследователь кафедры химии и биохимии колледжа UCLA.

Суперконденсаторы быстро заряжаются и разряжаются, а также долго служат, но хранят меньше энергии, поскольку заряд удерживается только на поверхности электродов. Чтобы обойти это ограничение, изобретатели увеличили площадь поверхности углеродного электрода и наполнили его оксидом ванадия — материалом, способным хранить много энергии. Электрод создали в виде сотовой или губчатой структуры с множеством крошечных полостей методом 3D-печати, при котором жидкая смола мгновенно затвердевает под воздействием ультрафиолетового лазера.

Готовый электрод имел очень большую внутреннюю площадь поверхности. По данным исследования, один грамм материала, если бы его развернуть как лист бумаги, покрыл бы около 10 теннисных кортов.

В ходе испытаний аккумулятор сохранил 82% ёмкости после 1500 циклов разрядки и зарядки.

Кроме того, команда представила 3D-печатную испытательную ячейку — она должна улучшить измерения экспериментальных накопителей в лабораториях. Сейчас многие лаборатории используют простую схему с раствором электролита и двумя электродами в открытом стакане, тогда как готовые стеклянные ячейки стоят от 1000 долларов и выше.

«Надеемся, что эта концепция будет полезна другим исследователям в этой области, помогая им получать более стабильные измерения и более надежные данные для своих устройств», — отметила первая авторка София Уэмура, недавно получившая степень доктора философии в UCLA.

Результаты эксперимента были опубликованы в журнале Small.