Эта батарея работает даже под водой: в чем секрет "неубиваемого" аккумулятора из цинка

Исследовательская группа под руководством Ноэ Архоны из Центра передовых исследований материалов разработала АКБ, лишенную главных недостатков литиевых батарей — риска возгорания и зависимости от дорогих и дефицитных металлов, пишет Tech Xplore.

Конструкция и тесты

Вместо легковоспламеняющегося жидкого электролита, который используется в литий-ионных элементах, в новой альтернативе применяется комбинация цинка и кислорода. Это решение делает батарею фундаментально негорючей. Чтобы минимизировать количество металла и сделать батарею еще дешевле, эксперты внедрили специальный углеродный лист, в который встроены отдельные атомы никеля. Этот слой, в сочетании с новым гелевым полимерным электролитом и цинком, стал основой стойкости батареи.

Прототип прошел серию жестких испытаний. Батарею пробивали гвоздем, держали в открытом пламени и топили в воде — и она продолжала работать. Еще одно важное преимущество — устойчивость к экстремальным температурам. В отличие от литий-ионных аккумуляторов, которые теряют емкость на морозе, новая технология одинаково хорошо функционирует как при очень низких, так и при сверхвысоких температурах.

Практические бонусы

Хотя технология еще требует доработки, она обеспечивает весомые плюсы по сравнению с привычными элементами из лития. Отсутствие легковоспламеняющихся компонентов и минимальное количество металла исключают риск возгорания. Цинк, никель и углерод, в отличие от дорогих лития и кобальта, легко и дешево добываются, что снизит стоимость производства.

В будущем ученые планируют сделать батарею еще более экологичной, интегрировав в нее биоразлагаемые составляющие. После окончания срока службы такие аккумуляторы можно будет просто "закопать в землю", где они станут удобрением для растений. В дальнейших исследованиях никель планируют заменить на железо — еще более распространенный и нетоксичный металл.

"Если мы хотим иметь по-настоящему безопасные батареи, мы должны разрабатывать их с использованием одноатомных катализаторов. Это будущее хранения энергии", — подытожил исследователь Архона.

Раньше Фокус сообщал про еще один прорыв: создана батарея, которая вообще не теряет заряд. Ученые показали теоретическую модель батареи, способной заряжаться и хранить энергию практически без потерь. Открытие задействует уникальные свойства квантовой механики.