120 000 циклов без деградации: что скрывает водная батарея будущего

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Исследовательские группы Городского университета Гонконга и Южного университета науки и технологий представили разработку водного аккумулятора, в котором исключены агрессивные химические компоненты. Вместо традиционных кислот и щелочей инженеры применили электролит на основе нейтральных солей магния и кальция — соединений, используемых в пищевой промышленности, в частности при производстве тофу. Поддержание pH на уровне 7,0 позволило устранить коррозионные процессы внутри элемента.

Автор: Newpowa Источник: www.notebookcheck.net

В конструкции отрицательного электрода использован синтезированный ковалентный органический полимер Hexaketone-tetraaminodibenzo-p-dioxin. Этот материал с пластичной структурой содержит электронодонорные связи, обеспечивающие высокую проводимость и ускоренную кинетику при хранении двухзарядных ионов. Положительный электрод выполнен на основе аналога берлинской лазури (Prussian blue analog), что завершает электрохимическую систему.

По результатам лабораторных испытаний прототип демонстрирует рабочее напряжение 2,2 В и удельную энергоёмкость 48,3 Вт·ч/кг, рассчитанную по суммарной массе электродов и электролита. Удельная ёмкость составляет 112,8 мА·ч/г. Ключевой показатель надёжности — сохранение рабочих характеристик после 120 000 циклов заряда-разряда при токовой нагрузке 20 А/г. При условии ежедневного цикла эксплуатации теоретический срок службы устройства превышает три столетия, что на порядок выше ресурса современных литий-ионных решений.

Благодаря отсутствию токсичных компонентов батарея соответствует требованиям международных нормативов утилизации, включая американский закон RCRA и стандарт ISO 14001, и может быть безопасно удалена без специальной переработки. Вместе с тем, для вывода технологии на рынок необходимо решить задачи масштабирования синтеза органического полимера и повышения объёмной энергоёмкости для компактных применений.

Разработка находится на стадии лабораторной валидации. Дальнейшие исследования будут сфокусированы на оптимизации производственных процессов и адаптации архитектуры элемента под требования потребительской электроники и стационарных систем накопления энергии.

Источник: nature

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Уборка космоса отменяется: почему «орбитальные мусоровозы» не спасут нас от космического мусора

С декабря 2024 по май 2025 года спутники группировки Starlink выполнили 144 404 маневра уклонения от потенциальных столкновений. Согласно отчетам компании SpaceX для Федеральной комиссии по связи...

Земля сама себя подставила: почему сильнейшую за 20 лет магнитную бурю на 90% создало не Солнце

В середине мая 2024 года на Земле произошла крупнейшая за два десятилетия геомагнитная буря. Серия мощных выбросов плазмы из солнечной короны достигла нашей планеты 10 мая и вызвала...

В детстве вы осознавали мир глубже, чем сегодня: ученые выяснили, куда уходит острота восприятия

В возрасте 5 или 6 лет любое событие окружающего мира вызывает у человека сильный отклик и воспринимается во всех подробностях. Ребенок, который еще не знаком с законами физики и метеорологии,...

Остров Буве: можно пересечь океан и так и не сойти на берег

Экспедицию готовили два года. Двадцать участников, судно с вертолётами, оборудование и бюджет около 750 тысяч долларов. В начале 2018 года команда добралась морем до острова Буве. Оставалось...

На Гавайи завезли непальских фазанов, и они спровоцировали распространение инвазивной банановой маракуйи

В 1962 году на гавайском ранчо Пуу Вааваа выпустили 67 непальских фазанов. Вид планировали разводить в качестве новой дичи для охоты. Однако спустя десятилетия Служба национальных парков США...

Обзор игровой мышки VXE Dragonfly X3 Pro

VXE Dragonfly X3 Pro — беспроводная игровая мышь, в которой производитель сделал акцент на небольшом весе, точности позиционирования и гибкости настроек. Модель получила симметричный...