Китайські вчені створили революційну полімерну батарею, що зберігає 93% енергії після 40 тисяч циклів

Міжнародна команда науковців із Китаю та Сінгапуру створила органічну полімерну батарею нового покоління, яка поєднує екологічність із рекордними показниками потужності, стабільності та ресурсу. Розробка демонструє ефективність, яка раніше вважалася досяжною лише для неорганічних систем.

Дослідження провели фахівці з Нанкінського університету поштового та телекомунікаційного зв’язку, Національного університету Сінгапуру, Інституту нанотехнологій і нанобіоніки в Сучжоу та A-STAR. Вони представили новий полімер HAT-TP на основі гексаазатрифенилену, який забезпечує початкову напругу розряду 1,32 В і зберігає 93,4% місткості після 40 000 циклів заряджання — один із найкращих результатів серед водних цинк-органічних батарей.

Полімер HAT-TP отримали шляхом з'єднання гексаазатрифенилену (HAT-CN) та гексаамінтриптицену (THA-NH₂) у тривимірну структуру. Така архітектура зменшує розчинність матеріалу та збільшує кількість активних ділянок для взаємодії з іонами. Пористу 3D-будову підтвердили за допомогою рентгенівської дифракції, інфрачервоної спектроскопії, ядерного магнітного резонансу та електронної мікроскопії.

Під час випробувань батарея показала стабільність понад 93% місткості після десятків тисяч циклів і майже стовідсоткову кулонівську ефективність. За словами професорів Чаобіна Хе, Венйонга Лая та Цічуна Чжана, робота батареї базується на оборотному механізмі ко-вставки іонів цинку (Zn²⁺) і протонів (H⁺), що забезпечує п’ятиелектронний обмін і високу активність.

Розробка HAT-TP може стати основою для безпечних і сталих систем зберігання енергії — від енергомереж до гнучкої електроніки. Завдяки енергомісткості до 192,8 Вт·год/кг, тривалому ресурсу та відсутності токсичних металів, технологія відкриває новий етап у розвитку органічних акумуляторів. Результати дослідження опубліковані в журналі eScience.