Возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия, могут помочь уменьшить зависимость не только крупных компаний, но и всего человечестве от ископаемого топлива. Для этого энергетическим компаниям нужен безопасный и экономичный способ хранения энергии. Массивные литий-ионные аккумуляторы могут выполнять эту работу, но они небезопасны и достаточно дороги.
Для решения этих и многих других проблем исследователи создали прототип батареи на основе цинка без анода. В статье отмечается, что водные батареи на основе цинка ранее были исследованы для хранения энергии в сетевом масштабе из-за их безопасности и высокой плотности энергии. Кроме того, материалы, используемые для их изготовления, дорогостоящие.
На основе предыдущих исследований безанодных литиевых и натриевых металлических батарей, исследователи решили создать батарею, в которой катод является единственным источником цинкования медного токоприемника.
В своей батарее исследователи использовали катод из диоксида марганца, предварительно интеркалированный ионами цинка. Во время зарядки металлический цинк покрывается медной фольгой, а во время разрядки металл снимается, высвобождая электроны, которые питают батарею.
Чтобы предотвратить образование дендритов, исследователи покрыли медный токосъёмник слоем углеродных нанодисков. Этот слой способствовал равномерному цинкованию, тем самым предотвращая образование дендритов, и повышал эффективность цинкования и зачистки. Аккумулятор показал высокую эффективность, плотность энергии и стабильность: он сохранил 62,8% своей емкости после 80 циклов зарядки и разрядки.
Источник: Хайтек
