Создана кальций-ионная батарея, сохраняющая емкость после 1000 циклов зарядки

Международная исследовательская группа разработала прототип кальций-ионной батареи, которая демонстрирует практическую жизнеспособность как альтернатива литий-ионным источникам питания. После одного тысячи циклов зарядки и разрядки батарея сохранила более 74 процентов первоначальной емкости, что позволяет рассматривать технологию в контексте промышленного применения в электротранспорте и системах накопления электроэнергии из возобновляемых источников.

Разработка проведена специалистами Гонконгского университета науки и технологии под руководством профессора Юнсоба Кима совместно с учеными Шанхайского университета Цзяотун. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Science.

Ключевой компонент инновации заключается в использовании квазитвердых электролитов, произведенных на основе редокс-активных ковалентных органических каркасов. Эти материалы обеспечивают высокую ионную проводимость и эффективный перенос ионов кальция в условиях комнатной температуры. Упорядоченная пористая структура электролитов способствует оптимальной подвижности ионов и повышает общую стабильность системы при повторяющихся циклах.

Батарея демонстрирует обратимую удельную емкость 155,9 миллиампер-часов на грамм при низких значениях тока. При увеличении плотности тока характеристики устройства остаются на приемлемом уровне.

Использование кальция обусловлено его распространенностью в земной коре и сопоставимым электрохимическим потенциалом с литием. Предыдущие попытки создания кальций-ионных батарей сталкивались с проблемами стабильности циркуляции ионов и быстрым износом компонентов. Применение карбонильных групп в структуре электролитов преодолело эти ограничения, сформировав организованный путь для движения ионов кальция и снизив деградацию при многократных циклах.

Источник: Techno-Science.net