Инженеры из Кореи повысили емкость цинк-ионных батарей

Традиционные водные аккумуляторы долгое время проигрывали литиевым из-за низкой плотности энергии и побочных реакций, вызванных высокой подвижностью протонов. Команда KAIST решила эту проблему с помощью двумерного металлоорганического каркаса с аминогруппами. При подаче напряжения структура работает по принципу фильтра: сначала ячейки заполняются крупными ионами цинка, а при падении напряжения аминогруппы активируют захват мелких протонов, занимающих оставшееся свободное пространство.

Такой механизм напоминает заполнение емкости камнями с последующей засыпкой песка в пустоты между ними. Эксперименты показали, что даже при ускорении циклов заряда-разряда в 16 раз электрод сохраняет почти половину своей начальной емкости и выдерживает более 500 циклов работы без критической деградации. Авторы разработки подчеркивают, что предложенный алгоритм управления ионами может быть адаптирован для других типов электродов.

Технология ориентирована на создание безопасных стационарных накопителей энергии для энергосетей и объектов возобновляемой энергетики. Использование негорючего водного электролита и дешевых компонентов делает такие системы более доступным и безопасным решением для хранения электричества в промышленных масштабах, чем существующие литий-ионные аналоги.