Водні цинк-йодні акумулятори: прорив у довговічності та безпеці
Австралійські інженери представили цинк-йодний акумулятор з водним електролітом, який витримує понад 60 тисяч циклів заряджання і заряджається за три хвилини. Технологія може замінити літій-іонні батареї у стаціонарних системах зберігання енергії.
Дослідники з Університету Фліндерса в Австралії розробили новий тип акумулятора, який може розв'язати проблему недовговічності та пожежної небезпеки, притаманних традиційним літій-іонним батареям. Йдеться про цинк-йодний накопичувач із водним електролітом, що демонструє виняткову стабільність і швидкість заряджання.
Під час лабораторних випробувань створений елемент витримав понад 60 тисяч повних циклів заряджання та розряджання, майже не втративши початкової ємності. Для повного заряджання невеликому акумулятору знадобилося лише близько трьох хвилин. Такі показники суттєво перевершують можливості звичних літій-іонних батарей.
Ключова особливість нової технології — використання водного електроліту замість органічних розчинників, які застосовуються в традиційних акумуляторах і можуть бути токсичними та легкозаймистими. Це значно знижує ризики займання, що особливо важливо для великих систем накопичення енергії.
Однією з головних проблем цинк-йодної хімії раніше була нестабільність компонентів: під час циклів заряджання частина йоду мігрувала за межі активної зони, погіршуючи характеристики елемента. Австралійська команда вирішила це завдання, створивши спеціальну молекулярну структуру, яка діє як нанорозмірна «пастка» для йоду, утримуючи активну речовину в потрібному місці та дозволяючи електрохімічним процесам відбуватися безперешкодно.
Додатковою перевагою є доступність сировини: цинк та йод потенційно дешевші та поширеніші за літій і кобальт, які використовують у сучасних батареях. Це може зробити нові акумулятори економічно вигіднішими у масовому виробництві.
Проте очікувати появи таких батарей у смартфонах чи електромобілях найближчим часом не варто. На поточному етапі технологію розглядають насамперед як кандидата для стаціонарних систем зберігання електроенергії, зокрема для сонячних і вітрових електростанцій, де критичними є безпека, довговічність і здатність багаторазово накопичувати великі обсяги енергії.
Керівник проєкту професор Чжунфань Цзя зазначив, що водні цинк-йодні акумулятори можуть стати альтернативою літій-іонним системам у масштабних енергетичних сховищах. Науковці вже співпрацюють із промисловими партнерами над створенням платформи для переходу від лабораторних зразків до прототипів.
Наступним етапом стане масштабування технології: інженерам потрібно створити повнорозмірні акумуляторні системи та перевірити, чи збережуться заявлені довговічність, швидкість заряджання та стабільність у промисловому форматі. Якщо випробування пройдуть успішно, нові акумулятори можуть посісти помітне місце на ринку стаціонарного зберігання енергії, пропонуючи безпеку та великий ресурс роботи.