Разработан электролит для цинковых батарей с эффективностью 99,99%

Исследователи из Мэрилендского университета и Брукхейвенской национальной лаборатории разработали водные электролиты, которые увеличивают срок службы и производительность цинковых аккумуляторов. Результаты опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

Новые электролиты представляют собой растворы воды и солей с донорным числом выше 18. Фторированные анионы в составе солей взаимодействуют с ионами цинка и окружающими молекулами воды, образуя вторичную сольватную оболочку с анионными мостиками. Эта структура предотвращает побочные реакции воды с цинком и уменьшает образование дендритов на поверхности электродов.

Тестирование показало, что батареи с новыми электролитами достигают кулоновского КПД 99,99% после 1000 циклов зарядки-разрядки. Плотность энергии составляет до 130 Вт·ч/кг. Электрохимическая стабильность водных электролитов расширена до 3,0 В.

Разработанные электролиты имеют низкую концентрацию солей, что снижает вязкость и стоимость при сохранении высокой ионной проводимости. Это отличает их от водно-солевых электролитов высокой концентрации, которые дороже в производстве и обладают повышенной вязкостью.

Цинковые батареи на водной основе рассматриваются как перспективное решение для хранения энергии от солнечных панелей и ветрогенераторов. Исследователи планируют применить разработанную концепцию к другим электролитным системам и продолжить изучение межфазных процессов в батареях.