Китайские исследователи создали водно-цинковую батарею, которая сохраняет почти 90% первоначальной ёмкости даже после 10 тысяч циклов зарядки и разрядки. При более высокой нагрузке аккумулятор выдержал ещё больше — 93 400 циклов. Разработка может стать основой для долговечных систем хранения энергии на базе доступного цинка.
Над батареей работали специалисты Цзилиньского университета и Чанчуньского института прикладной химии. Они усовершенствовали катод — компонент, в котором в традиционных цинк-йодных аккумуляторах возникают проблемы. Ионы йода могут перемещаться через электролит между электродами. Этот так называемый «челночный эффект» приводит к потерям энергии и ускоряет износ батареи.
Чтобы остановить миграцию йода, учёные модифицировали поверхность углеродных нанотрубок, использованных для создания катода. Лучше всего показали себя нанотрубки с гидроксильными группами: они удерживают ионы йода на месте, не позволяя им уходить в электролит.
В лабораторных испытаниях батарея показала начальную удельную ёмкость 175,5 мА·ч/г. После более чем 10 тысяч циклов она сохранила 89,34% этого значения. При плотности тока 10 А/г ёмкость составила 120 мА·ч/г, а ресурс достиг 93 400 циклов.
Исследователи также собрали более крупный прототип со 150 мг йода. Он работал при напряжении 1,1 В и имел фактическую ёмкость 23,8 мА·ч. После 350 циклов зарядки и разрядки сохранилось 91,7% первоначальной ёмкости. Это подтвердило работоспособность технологии не только на небольших лабораторных образцах.
