Батареи на базе пероксида цинка составят альтернативу литий-ионным элементам
Высокопроизводительные, экологичные, безопасные и экономичные воздушно-цинковые батареи считаются перспективной технологией хранения энергии. Но до последнего времени данный тип батарей преследовали проблемы, такие как химическая нестабильность и паразитные реакции с щелочными электролитами - причина необратимых электрохимических процессов.
Международная исследовательская группа во главе с доктором Вэй Сунем (Wei Sun) из Центра исследований батарей (MEET) Мюнстерского университета разработала лишенный перечисленных недостатков новый химический процесс для воздушно-цинковой батареи. Подробные результаты данного исследовательского проекта, полученные при участии исследователей из Университета Фудань в Шанхае, Научно-технического университета города Ухань, Мэрилендского университета и Исследовательской лаборатории армии США, опубликованы в журнале Science.
По сравнению с традиционными концентрированными щелочными электролитами, предложенный водный электролит на основе соли трифторметансульфоната цинка имеет несколько решающих преимуществ. С ним цинковый анод используется более эффективно, имеет более высокую химическую стабильность и электрохимическую обратимость. Сконструированные на его основе полноценные воздушно-цинковые батареи сохраняли стабильность на протяжении 320 циклов и 1600 часов в атмосфере окружающего воздуха.
В своей статье авторы при помощи методов электрохимического анализа и многоуровневых симуляций прояснили механизм действия процесса ZnO2/O2 и роль, которую в нем играют гидрофобные анионы трифторметансульфоната. Достигнутое повышение плотности энергии позволяет позиционировать новое устройство как потенциального конкурента литий-ионным батареям. Тем не менее, как подчеркивает доктор Сунь, эта технология все еще требует дальнейших интенсивных исследований и оптимизации перед ее практическим применением.
