Разработан эффективный цинково-воздушный аккумулятор

По мнению Хонгджи Дая (Hongjie Dai), профессора химии из Стэнфордского университета и ведущего автора статьи, опубликованной в онлайновом выпуске журнала Nature Communications от 7 мая, литий-ионным технологиям до сих пор уделялось неоправданно много внимания, учитывая их ограниченную плотность энергии, высокую себестоимость применяемых компонентов и угрозу для безопасности.

Цинково-воздушные элементы питания уже приобрели определенную популярность в приложениях с невысокой плотностью энергии благодаря дешевизне цинка и невоспламеняемости водяного электролита. При этом попытки создать перезаряжаемые цинково-воздушные батареи упирались в отсутствие эффективных воздушных катализаторов, а также в ограниченный срок службы цинковых электродов.

Недавно, стэнфордская группа профессора Дая разработала множество высокоэффективных электрокатализаторов, состоящих из оксидов недорогих металлов или нанокристаллов, соединенных с углеродными нанотрубками. Они обеспечивают в щелочных электролитах более высокую каталитическую активность, чем платина и другие драгоценные металлы.

Как выяснилось, аналогичные катализаторы значительно улучшают продуктивность работы цинково-воздушных батарей — как обычных, так и перезаряжаемых. Сочетание гибридного катализатора из оксида кобальта для реакции восстановления и гидроксида никеля-железа для окисления позволило получить цинково-воздушную батарею с рекордной эффективностью, превосходящую литий-ионные элементы по плотности энергии более чем вдвое. Испытания показали также хорошую стабильность характеристик опытного образца на протяжении многочисленных циклов зарядки-разрядки.

Автор характеризует полученные результаты как важный шаг на пути к получению практичных перезаряжаемых батарей на базе цинково-воздушной технологии. Для реализации этого в дальнейшем потребуется также решить ряд проблем, связанных с цинковыми электродами и электролитом.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365