Ця батарея працює навіть під водою: у чому секрет "невбиваємого" акумулятора з цинку

Дослідницька група під керівництвом Ное Архони з Центру передових досліджень матеріалів розробила АКБ, позбавлену головних недоліків літієвих батарей — ризику загоряння і залежності від дорогих і дефіцитних металів, пише Tech Xplore.

Конструкція і тести

Замість легкозаймистого рідкого електроліту, який використовується в літій-іонних елементах, у новій альтернативі застосовується комбінація цинку і кисню. Це рішення робить батарею фундаментально негорючою. Щоб мінімізувати кількість металу і зробити батарею ще дешевшою, експерти впровадили спеціальний вуглецевий лист, в який вбудовані окремі атоми нікелю. Цей шар, у поєднанні з новим гелевим полімерним електролітом і цинком, став основою стійкості батареї.

Прототип пройшов серію жорстких випробувань. Батарею пробивали цвяхом, тримали у відкритому полум'ї та топили у воді — і вона продовжувала працювати. Ще одна важлива перевага — стійкість до екстремальних температур. На відміну від літій-іонних акумуляторів, які втрачають ємність на морозі, нова технологія однаково добре функціонує як за дуже низьких, так і за надвисоких температур.

Практичні бонуси

Хоча технологія ще потребує доопрацювання, вона забезпечує вагомі плюси порівняно зі звичними елементами з літію. Відсутність легкозаймистих компонентів і мінімальна кількість металу виключають ризик загоряння. Цинк, нікель і вуглець, на відміну від дорогих літію і кобальту, легко і дешево видобуваються, що знизить вартість виробництва.

У майбутньому вчені планують зробити батарею ще більш екологічною, інтегрувавши в неї біорозкладні складові. Після закінчення терміну служби такі акумулятори можна буде просто "закопати в землю", де вони стануть добривом для рослин. У подальших дослідженнях нікель планують замінити на залізо — ще більш поширений і нетоксичний метал.

"Якщо ми хочемо мати по-справжньому безпечні батареї, ми повинні розробляти їх з використанням одноатомних каталізаторів. Це майбутнє зберігання енергії", — підсумував дослідник Архона.

Раніше Фокус повідомляв про ще один прорив: створено батарею, яка взагалі не втрачає заряд. Вчені показали теоретичну модель батареї, здатної заряджатися і зберігати енергію практично без втрат. Відкриття задіє унікальні властивості квантової механіки.