Ученые решили главную проблему водных цинк-ионных батарей: чем они лучше литиевых

Исследовательская группа Института физических наук Хэфэя Китайской академии наук разработала высокоэффективную водную цинк-ионную батарею со сверхдлительным сроком службы в слабом магнитном поле, сообщает SciTechDaily. Команде ученых удалось преодолеть ограничения существующих катодных материалов и проблему роста дендритов цинка.

Водные цинк-ионные батареи являются недорогой и безопасной альтернативой литий-ионным батареям с высокой теоретической емкостью. Однако ограниченные электрохимические характеристики материала катода и рост дендритов цинка на аноде снижают плотность энергии и срок службы водной цинк-ионной батареи. Чтобы разработать более качественные водные цинк-ионные батареи, важно разработать катоды с высокой плотностью энергии и подавить рост дендритов цинка.

В своем исследовании, которое ученые уже опубликовали, они заявляют, что смогли преодолеть ограничения существующих катодных материалов и проблему роста дендритов цинка. Для этого исследователи использовали одностадийный гидротермальный метод с электрохимическим моделированием дефектов на месте для создания материала VS2. Материал имел множество дефектов, которые эффективно уменьшали электростатическое взаимодействие между ионами цинка и VS 2.

Хотя стабильность при циклировании оставалась проблемой из-за роста дендритов, команда обнаружила, что введение внешнего магнитного поля подавляло рост и значительно увеличивало срок службы батареи. В итоге их высокопроизводительная батарея Zn-VS2, работающая в условиях слабого магнитного поля, продемонстрировала сверхдлительный срок службы и высокую плотность энергии и мощность. По словам команды, эта работа может иметь серьезные последствия для будущего технологии хранения энергии.

А их коллеги научились эффективнее перемещать ионы лития. По мнению исследователей, это настоящий прорыв в способах хранения энергии и значительный прогресс в скоростной зарядке аккумуляторов.