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 »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как работает память осьминога: ученые нашли в его мозге механизм, которого нет у человека

Осьминоги считаются одними из самых сообразительных животных на планете. В лабораториях и в дикой природе они решают сложные задачи, вскрывают закрытые контейнеры с едой, запоминают расположение...

Мы проводим 10% дня с закрытыми глазами: почему моргание не мешает нам видеть мир

Человек моргает каждые несколько секунд. Если сложить длительность всех этих коротких пауз за день, окажется, что до 10% времени бодрствования мы проводим с полностью закрытыми глазами. При...

Перфокарты считают население: как машина Холлерита обрабатывала перепись США 1890 года

В 1890 году в Вашингтоне происходило странное превращение. Миллионы ответов, записанных переписчиками на бумажных бланках, переносили на плотные карточки. Вместо фамилий и предложений на них...

Почему в СССР ступени в подъездах красили только по краям

Если вы зайдете в подъезд любой советской хрущевки, панельной девятиэтажки или сталинки, то наверняка увидите эту картину: лестничные марши выкрашены коричневой или зеленой масляной краской строго...

Морских выдр почти выбили ради меха — после этого морские ежи начали уничтожать подводные леса

В XVIII веке морская выдра была обычным хищником огромной полосы побережья северной части Тихого океана — от Японии и Курильских островов через Алеуты и Аляску до Калифорнии. Через...

Карьера Эстебана Окона в Формуле-1 подошла к концу: что случилось с французским гонщиком?

Эстебан Окон был досрочно уволен из «Хааса» и остался без места в Формуле-1. Поклонники гонок и так знали, что француз покинет американскую команду по окончании текущего сезона, но ситуация резко...