Китай представил революционный аккумулятор на жидком цинке: 214 дней работы без перерыва

Разработка продемонстрировала кулоновскую эффективность 99,94%

Исследователи из Китая представили новый тип проточной цинковой батареи, которая может работать непрерывно более семи месяцев. В ходе испытаний экспериментальный аккумулятор функционировал без перерыва 5128 часов. Ученые полагают, что данная технология может стать многообещающей основой для крупных систем хранения энергии, предназначенных для солнечных и ветровых электростанций.

Разработку осуществили эксперты Фуданьского университета и Китайской академии наук. В отличие от традиционных цинковых аккумуляторов, использующих неподвижный металлический электрод, новая система функционирует с жидкой суспензией наночастиц цинка, которая постоянно циркулирует между резервуаром и электрохимической ячейкой.

В этом случае цинк выступает не как обычный электрод, а как своего рода «жидкий энергоноситель». В процессе зарядки и разрядки его частицы многократно переходят из металлического состояния в ионное и обратно, что обеспечивает стабильность работы батареи.

Ключевым элементом новой технологии стала уникальная конструкция суспензии. Она состоит из наночастиц цинка, полого углеродного каркаса и электролита с органическими лигандами. Это сочетание предотвращает слипание частиц, улучшает их подвижность и поддерживает стабильное протекание электрохимических реакций даже после тысяч циклов работы.

Испытания продемонстрировали впечатляющие результаты. Батарея работала непрерывно 5128 часов (примерно 214 суток), показала кулоновскую эффективность 99,94%, а версия с катодом на основе диоксида марганца сохранила 81,1% первоначальной емкости после 5500 циклов зарядки и разрядки.

Одним из основных преимуществ новой конструкции является легкость масштабирования. В отличие от традиционных аккумуляторов, для увеличения емкости которых требуется создание более крупных элементов, здесь достаточно увеличить объем резервуаров с цинковой суспензией. Это делает технологию особенно привлекательной для крупных накопителей энергии, применяемых в энергосистемах.

По словам руководителя исследования Фэй Вана, идея проекта появилась после визита на завод по электролитическому производству цинка. Ученый заметил, что процесс восстановления ионов металла можно использовать не только в металлургии, но и для хранения электрической энергии.

Следующим шагом станет адаптация технологии для промышленного использования. Исследователи намерены усовершенствовать состав суспензии, повысить характеристики батареи и изучить возможность создания аналогичных проточных аккумуляторов на основе других металлов.