Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) представили прогрессивную разработку — цинк-ионный гибридный накопитель, использующий 3D-печатный электрод. Данная технология позволяет увеличить энергоемкость устройства более чем в семь раз по сравнению с существующими аналогами.
В основе разработки лежит синтез двух технологий: классической аккумуляторной архитектуры и принципов работы суперконденсаторов. Использование одного стандартного электрода в паре с углеродным компонентом обеспечивает уникальное сочетание высокой энергоемкости с возможностью сверхбыстрого обмена энергией.
Ключевым инженерным решением стал пористый электрод, созданный методом 3D-печати и обладающий сложной внутренней топологией. Нанесение слоя оксида ванадия на поверхность позволило существенно повысить эффективность захвата и удержания заряда, что стало решающим фактором в достижении выдающихся показателей емкости.
Масштаб внутренней структуры поражает: удельная площадь поверхности одного грамма материала сопоставима с десятью теннисными кортами. На практике это обеспечило семикратный прирост емкости относительно традиционных гибридных суперконденсаторов, при этом устройство сохраняет до 82% изначальной эффективности даже после 1500 рабочих циклов.
Решение ориентировано на сферы, требующие долговечных, доступных и быстрозаряжаемых систем хранения энергии. Особое внимание авторы уделяют цинку как выгодной альтернативе литию: этот металл не только экологичнее и легче поддается переработке, но и превосходит литий по распространенности в земной коре примерно в 100 раз.
Параллельно с этим команда UCLA спроектировала бюджетную 3D-печатную тестовую ячейку, призванную упростить стандартизацию и повысить точность лабораторных испытаний новых энергетических накопителей.
Источник: iXBT
