Дослідники з Гонконзького політехнічного університету та Шеньчженьського університету представили новий тип катоду для водних цинк-іонних батарей. Він дозволяє таким батареям працювати стабільніше, довше та ефективніше — навіть у дуже холодних або спекотних умовах.
Команда розробила катод на основі матеріалу K⁺ та C3N4, вбудованих у NH4V4O10 (KNVO-C3N4). Простими словами — вчені додали два компоненти (іони калію та C3N4) між шарами катодного матеріалу. Це розширило простір між шарами та зробило заряд і розряд батареї швидшим і стабільнішим.
Катод виготовляють за недорогими технологіями — гідротермальним методом та методом перемішування. Дослідники зазначають, що ці процеси підходять для масового виробництва.
Нові батареї можуть бути корисними для:
- електроніки, що працює в холодному кліматі;
- носимих пристроїв;
- систем зберігання енергії для електромереж.
Читайте також:
Замість літію — магній і цинк. ШІ знайшов нові матеріали для батарей
Дослідники пояснили у статті:
«Синергічний ефект K⁺ і C3N4 значно зменшує електростатичну взаємодію між Zn2+ і шаром [VOn], покращує питому ємність і стабільність циклів. Завдяки цьому електрод KNVO-C3N4 демонструє відмінні електрохімічні показники за кімнатної температури та в екстремальних умовах».
Також зазначено, що батарея показує:
- 228,4 мА·год/г при високому навантаженні 20 А/г,
- 174,2 мА·год/г після 10 000 циклів,
- високу щільність енергії 210 Вт·год/кг.
Читайте також:
Технологічне майбутнє. Intel використовуватиме штучний інтелект для поліпшення роботи батареї При низьких і високих температурах результати також значні:
- -20 °C — 111,3 мА·год/г,
- 60 °C — 208,6 мА·год/г.
Вони додають: «Синергічний ефект K⁺ і C3N4 знижує енергетичний бар'єр, зменшує електростатичну взаємодію та покращує кінетику й структурну стабільність».
Команда планує досліджувати інші добавки та налаштовувати електроліти, щоб батареї могли працювати в ще ширшому температурному діапазоні.
Читайте також:
Австралійські вчені створили дизельний двигун, що працює на водні
