Ученые открыли способ улучшения цинк-ионных батарей через быстрый заряд

Исследовательская группа из Технологического института Джорджии под руководством доцента Хайлунга Чена сделала неожиданное открытие в области технологии аккумуляторов. Учёные установили, что увеличение скорости зарядки цинк-ионных батарей не только не вызывает деградации, но и значительно улучшает их характеристики.

В ходе экспериментов команда обнаружила, что быстрая зарядка подавляет образование дендритов — игольчатых металлических структур, которые обычно формируются при зарядке и могут вызывать короткое замыкание. Вместо опасных наростов цинк при быстрой зарядке формирует гладкие, плотные слои, напоминающие сложенные книги, что предотвращает короткое замыкание и увеличивает срок службы аккумулятора.

Для проведения исследования группа Чена разработала специальный инструмент, позволяющий наблюдать поведение цинка в реальном времени при различных скоростях зарядки одновременно в нескольких образцах. Этот метод позволил учёным быстро выявлять закономерности, которые обычно остаются незамеченными при традиционных подходах к тестированию.

Цинк-ионные аккумуляторы представляют особый интерес для исследователей, поскольку цинк дешевле, безопаснее и более распространён, чем литий. Однако до сих пор проблема образования дендритов сдерживала их широкое применение.

Несмотря на значительный прогресс с анодом, катод цинк-ионных батарей всё ещё требует доработки. Команда Чена продолжает работу над улучшением катода и экспериментирует с различными смесями цинка для повышения общей надёжности батареи.

По прогнозам исследователей, при благоприятном развитии событий цинк-ионные аккумуляторы могут быть готовы к коммерческому использованию в течение пяти лет. Потенциальные области применения включают хранение солнечной энергии в домах, стабилизацию электросетей и обеспечение надёжного резервного питания для различных объектов.

Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Nature Communications.

Источник: electrek