Китай представил инновационную цинково-жидкостную батарею: 214 дней работы без подзарядки и отказ от лития

Китайские исследователи совершили прорыв в области альтернативной энергетики, создав проточную цинковую батарею с исключительной долговечностью: устройство успешно прошло испытание непрерывной работой на протяжении более семи месяцев, профункционировав 5128 часов без единого сбоя. Данная технология открывает широкие перспективы для создания промышленных накопителей энергии, которые станут надежным фундаментом для инфраструктуры солнечных и ветряных электростанций.

Проект, реализованный учеными Фуданьского университета совместно с Китайской академией наук, предлагает принципиально иной подход: вместо традиционных стационарных электродов здесь используется подвижная суспензия наночастиц цинка, циркулирующая между емкостью для хранения и электрохимическим узлом.

В такой архитектуре цинк фактически превращается в «жидкий аккумуляторный ресурс». В процессах заряда и разряда частицы цинка обратимо трансформируются из металлической фазы в ионную, что гарантирует стабильность и долговечность системы.

Фундаментом успеха стала уникальная формула суспензии, включающая углеродный каркас полой структуры и электролит с органическими лигандами. Это высокотехнологичное решение препятствует агрегации наночастиц, сохраняет их высокую мобильность и поддерживает чистоту химических реакций на протяжении тысяч рабочих циклов.

Экспериментальные данные подтвердили выдающиеся показатели: при кулоновской эффективности на уровне 99,94% система сохранила работоспособность в течение 214 суток. Более того, модификация с использованием катода на основе диоксида марганца показала отличную живучесть — 81,1% емкости после 5500 циклов зарядки-разрядки.

Одним из ключевых преимуществ разработки является легкость масштабирования. Чтобы нарастить мощность энергохранилища, достаточно увеличить объем резервуаров с цинковой суспензией, что выгодно отличает новинку от классических АКБ, требующих увеличения самих ячеек. Это делает решение крайне экономически привлекательным для нужд большой энергетики.

Руководитель научной группы Фэй Ван отмечает, что вдохновением для проекта послужили процессы электролитического цинкового производства. Ученый пришел к выводу, что принципы восстановления ионов металлов, применяемые в металлургии, можно с высокой эффективностью адаптировать для нужд современной электроэнергетики.

На текущий момент команда сосредоточена на подготовке технологии к промышленному внедрению: планируется оптимизация состава суспензии и проведение исследований по возможности масштабирования этого метода на другие виды металлов.

Источник: iXBT