Китайские учёные разработали цинковый аккумулятор с ресурсом работы более 5100 часов

Исследовательская группа из Фуданьского университета и Китайской академии наук представила проточный аккумулятор на основе цинка, успешно прошедший серию лабораторных испытаний продолжительностью 5128 часов. Данная технология ориентирована на создание эффективных систем длительного накопления энергии, что критически важно для стабилизации работы солнечных и ветровых электростанций при избыточной генерации.

В отличие от традиционных АКБ с жесткими электродами, инженеры применили суспензию цинковых наночастиц в специальном токопроводящем составе. Этот активный материал непрерывно перемещается между емкостью-накопителем и электрохимической ячейкой, при этом цинк в процессе работы обратимо трансформируется из ионного состояния в металлическое и обратно.

Ранее главным препятствием для развития цинковых батарей была деградация: склонность частиц к агломерации и постепенное разрушение электродов. Новое решение нивелирует эти риски за счет интеграции наночастиц в пористую углеродную матрицу и использования уникального электролита, обеспечивающего стабильность протекания реакций на протяжении тысяч циклов.

Результаты тестов подтвердили высокую эффективность системы: показатель кулоновского КПД составил 99,94%. В другой модификации архитектуры — цинк-диоксид марганцевом проточнике — устройство сохранило более 81% первоначальной емкости по завершении 5500 циклов заряда-разряда.

Ключевое преимущество проточного дизайна заключается в возможности независимого масштабирования мощности и энергоемкости: для повышения автономности достаточно увеличить объем резервуаров с суспензией, не внося изменений в конструкцию самих ячеек. Это открывает широкие перспективы для внедрения технологии в промышленный сектор энергохранилищ.

На текущий момент авторы работы, опубликованной в журнале Nature Energy, сосредоточены на масштабировании прототипа, совершенствовании химического состава суспензии и оптимизации оборудования для реальных эксплуатационных условий.

Источник: iXBT