Дослідники з Університету Кейс Вестерн Резерв у США поліпшили продуктивність технології цинк-сірчаних (ZnS) акумуляторів, які розглядаються як альтернатива літій-іонним. У дослідженні, опублікованому нещодавно в Angewandte Chemie, дослідники оголосили про значний крок у напрямку створення високопродуктивних недорогих цинк-сірчаних батарей.

Літій-іонні батареї використовують відносно рідкісні матеріали, а також складні й дорогі у виробництві. Своєю чергою, цинк-сірчані батареї використовують більш поширені та недорогі матеріали і мають менше проблем з екологією та безпекою. Крім того, цинк-сірчані батареї мають вищу щільність енергії, що дає змогу створювати більш компактні та довговічні конструкції.

“Це дослідження знаменує собою значний крок вперед у розробці безпечніших і стійкіших рішень для зберігання енергії”, – сказав Чейз Цао , головний дослідник і доцент кафедри механічної та аерокосмічної інженерії в Інженерній школі Кейс. “Водні цинк-сірчані батареї пропонують потенціал для живлення широкого спектру застосувань – від систем відновлюваної енергії до портативної електроніки – зі зниженим впливом на навколишнє середовище та залежністю від дефіцитних матеріалів”.

Літій-іонні акумулятори, хоча й широко використовуються, дорогі, покладаються на відносно рідкісні матеріали та є складними у виробництві. Навпаки, цинк-сірчані акумулятори використовують більш поширені та недорогі матеріали та мають менше проблем з навколишнім середовищем та безпекою. Однак такі проблеми, як корозія цинкового аноду, низька провідність і зростання дендритів, історично перешкоджали їх комерційній життєздатності. Команда Цао подолала ці перешкоди, ввівши дві ключові добавки: метиловий ефір пропіленгліколю та йодид цинку. Ця технологія забезпечила кілька важливих удосконалень: збільшена енергетична ємність на 20%, покращена провідність і стабільність, а також загальмовано ріст дендритів цинку. Якщо дендрити з’єднують позитивний і негативний полюси батареї, це може призвести до короткого замикання та пожежі – ще одна серйозна проблема з літій-іонними батареями.

“Ці добавки не тільки підвищують ефективність батареї, але й усувають давні проблеми безпеки, пом’якшуючи утворення дендритів”, – сказав Гуйінь Сю, професор Університету Дунхуа в Шанхаї та співавтор. “Результатом є компактна батарея більшої щільності, яку можна перезаряджати більше разів без значного погіршення якості”.

Джерело: EurekAlert