Исследователи разработали безопасную водную батарею, в которой используются минералы, аналогичные тем, что применяются в рассоле для тофу. Эта технология теоретически способна функционировать на протяжении столетий и соответствует строгим экологическим стандартам утилизации.

Особенности конструкции

В отличие от традиционных батарей, где применяются агрессивные кислоты и щёлочи, вызывающие коррозию и загрязнение окружающей среды при утилизации, новая батарея использует электролит на основе нейтральных солей магния и кальция. Поддержание pH на уровне 7,0 предотвращает внутреннюю коррозию компонентов.

В качестве отрицательного электрода применён синтезированный ковалентный органический полимер — гексакетон-тетраамино-дибензо-p-диоксин. Его пластикоподобная структура обеспечивает высокую проводимость и быструю кинетику для хранения двухвалентных ионов. Положительный электрод выполнен на основе аналога берлинской лазури.

Эффективность и долговечность

Тесты показали, что батарея обеспечивает напряжение 2,2 вольта и удельную энергию 48,3 ватт-часа на килограмм по общей массе электродов и электролита. Система сохраняет стабильность на протяжении 120 000 циклов зарядки при удельном токе 20 ампер на грамм. При ежедневной зарядке срок службы батареи может превышать 300 лет, что значительно превосходит стандартные аккумуляторы, деградирующие после нескольких тысяч циклов.

Удельная ёмкость системы достигает 112,8 миллиампер-часа на грамм.

Экологическая безопасность и перспективы

Благодаря экологически безопасным внутренним материалам батарею можно утилизировать в соответствии с международными стандартами, включая Закон США о сохранении и восстановлении ресурсов и ISO 14001. Для коммерциализации технологии разработчикам предстоит решить задачи масштабирования производства органического полимера и увеличения общей энергоёмкости в ограниченных пространствах.