Розроблено та представлено цинкову безанодну батарею для зберігання енергії вітру і сонця
Джерела відновлюваної енергії – вітер або сонце – здатні знизити залежність промисловості від викопного палива. Але для цього енергетичним компаніям необхідно розробити безпечний і вигідний спосіб зберігання енергії для подальшого використання. Вчені з Саудівської Аравії створили прототип безанодної батареї з дешевих і доступних матеріалів.
Водні батареї на основі цинку привертали увагу дослідників своєю безпекою і високою щільністю енергії. До того ж вони виготовляються з широко доступних в природі матеріалів. Однак створені досі цинкові акумулятори вимагали наявності товстих анодів з металевого цинку, що серйозно збільшувало собівартість батареї. Крім того, аноди схильні до формування дендритів – кристалічних відкладень, що викликають коротке замикання.
Фахівці Науково-технологічного університету ім. короля Абдалли вирішили обійтися взагалі без анода. Взявши за зразок літієві та натрієві батареї, вони розробили акумулятор, в якому багатий цинком катод став єдиним джерелом цинкового покриття на мідному струмознімачі.
Вчені використали в новій батареї катод з діоксиду марганцю інтеркальований іонами цинку. В якості електроліту вчені використали водний розчин тріфторметансульфоната, а в якості струмознімача – мідну фольгу. Під час зарядки металевий цинк наноситься на мідну фольгу, а під час розрядки метал відділяється, вивільняючи електрони, які живлять акумулятор.
Для запобігання утворенню дендритів розробники покрили мідний струмознімач рівномірним шаром вуглецевих нанодисків. Цей шар сприяє рівномірному розподілу цинку, тим самим запобігаючи утворенню дендритів та збільшує ефективність. Батарея продемонструвала високу продуктивність, щільність енергії та стабільність, зберігши 62,8% своєї місткості після 80 циклів заряду-розряду.
Команда вчених з США розробила нову систему батарей, яка може служити в якості структурної опори для роботів. Елементи живлення виготовлені на основі цинку, покриті кевларом для захисту корпусу від зовнішнього впливу і перевершують літій-іонні акумулятори в три рази по щільності енергії.
