Австралийцы создали сверхдолговечный цинк-йодный аккумулятор
Австралийские учёные разработали водный цинк-йодный аккумулятор с рекордным сроком службы и быстрой зарядкой, способный выдерживать более 60 000 циклов. Новая технология отличается безопасностью и экологичностью, но пока находится на стадии прототипа.
Ingenium
Исследовательская группа из Университета Флиндерса (Австралия) разработала водный цинк-йодный аккумулятор с увеличенным сроком службы. Новый аккумулятор способен выдерживать более 60 000 циклов зарядки и разрядки, а полный заряд достигается за три минуты. В зависимости от режима работы устройство функционирует при напряжении 1,3–1,4 В и обеспечивает либо 200 мА·ч/г на протяжении 8 000 циклов с семиминутной зарядкой, либо 150 мА·ч/г при 60 000 циклах. Скорость деградации аккумулятора составляет 0,0001–0,0003% за цикл.
Проблема преждевременного выхода из строя водных цинк-йодных аккумуляторов ранее была связана с так называемым шаттл-эффектом, при котором полиодидные соединения проникали через сепаратор и снижали производительность устройства. Для решения этой задачи была создана клеточная структура из циклодекстрина — недорогого полимера, получаемого из крахмала и широко применяемого в пищевой и косметической промышленности. Внешняя водопривлекающая оболочка и водоотталкивающая внутренняя часть позволяют по необходимости захватывать и высвобождать полиодиды, препятствуя их неконтролируемому перемещению.
Цинк-йодные аккумуляторы отличаются повышенной безопасностью, доступностью и распространённостью по сравнению с литий-ионными аналогами. Они практически исключают риск возгорания, характерный для литиевых аккумуляторов, и по удельной и объёмной энергии не уступают, а иногда и превосходят литий-ионные технологии.
Австралия располагает 20–28% мировых запасов цинка, что позволяет снизить зависимость от поставок литий-ионных аккумуляторов и связанных с ними экологических проблем. В настоящее время в стране ежегодно образуется около 3 300 тонн отходов литиевых аккумуляторов, а к 2036 году этот показатель может превысить 136 000 тонн.
Технология находится на стадии прототипирования и пока не вышла на коммерческий рынок. Ведётся сотрудничество с промышленными партнёрами для создания платформы прототипирования, однако дальнейшее развитие отечественной индустрии зависит не только от химии аккумуляторов, но и от инвестиций в производство и рыночного спроса, которые в данном исследовании не рассматриваются.
