Створена дешева і довговічна цинк-повітряна батарея

Вчені зі Стенфордського університету, який знаходиться біля міста Пало-Альто, що в самому серці Силіконової долини, розробили передову повітряно-цинкову батарею.

Вчені зі Стенфордського університету, який знаходиться біля міста Пало-Альто, що в самому серці Силіконової долини, розробили передову повітряно-цинкову батарею. Акумулятор американців має більш високу каталітичної активністю і довговічністю, ніж аналогічні метал-повітряні батареї з дорогими каталізаторами з платини та іридію. Результати тестування нової системи зберігання енергії показують, що вона цілком може стати недорогою альтернативою звичайним літій-іонним батареям.

“Ми спостерігаємо зростаючий попит на високоефективні, недорогі та безпечні акумулятори для портативної електроніки та електричних транспортних засобів”, сказав Хонджі Дай, професор хімії Стенфордського університету і провідний автор дослідження. “Метал-повітряні акумулятори дозволяють вирішити це завдання”.

За словами Дая, на даному етапі промисловці зосередили свою увагу головним чином на літій-іонних батареях, незважаючи на обмежену щільність енергії (енергія, запасені в одиниці об’єму), високу вартість і проблеми в сфері безпеки. Він зазначає, що завдяки використанню кисню з атмосфери метал-повітряні батареї мають на порядок вищу теоретичну щільність енергії, ніж традиційні аналоги. При цьому виробництво повітряно-цинкових акумуляторів є найбільш життєздатним варіантом, як з технічної, так і з економічної точки зору.

При виробленні електрики всередині цинк-повітряних батарей відбувається реакція між атмосферним киснем і металевим цинком, яких знаходиться в рідкому лужному електроліті. Це дозволяє виробляти електроенергію з утворенням оксиду цинку. Коли під час перезарядки батареї відбувається зворотний процес, цинк відновлюється.

“Цинк-повітряні батареї привабливі через доступність сировини для їх виробництва та низької вартості металевого цинку, а також негорючості водного розчину електроліту, що робить батареї такого типу спочатку безпечними в експлуатації,” відзначив Дай. “Первинні повітряно-цинкові батареї (не перезаряджаються) вже були комерціалізовані і використовуються в сфері медицини і телекомунікацій. Вони володіють дещо обмеженою щільність потужності. Каменем спотикання при розробці перезаряджаються електричних акумуляторів була відсутність ефективних і надійних каталізаторів, а також обмежений термін служби цинкових електродів” .

Щоб каталізувати реакцію з поглинанням кисню під час розряду акумулятора і реакцію з виділенням кисню під час його підзарядки, потрібні активні та довговічні електрокаталізатори на повітряній електроді. Група дослідників під керівництвом Дайа нещодавно розробила ряд високопродуктивних електрокаталізаторів з оксидів недорогоцінних металів або нанокристалів, гібридизували з вуглецевими нанотрубками. Ці каталізатори демонструють навіть більш високу каталітичну активність у лужних електролітах, ніж аналоги, отримані з використанням платини та інших благородних металів.